TesisControl de Motores

DIAGRAMAS LÓGICOS DE CABLEADO PARA EL CONTROL DE

INSTRUMENTOS (ESTACIONES DE MANDO O DE MEDIDA, MANDOS

MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS, ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN, ELEMENTOS

DE PROTECCIÓN, RELÉS, CONTACTORES, TEMPORIZADORES,

INTERRUPTORES, DETECTORES,...ETC.).

LUIS ERNESTO PACHÓN MORENO CÓDIGO 222748

MICHEL PAUL PEÑALOSA LOPEZ CÓDIGO 222596

Trabajo de grado presentado para optar al título de Ingeniero Electricista

DIRIGIDO POR:

JUAN DIEGO ARIAS GIRALDO, INGENIERO ELECTRICISTA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA, DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y

ELECTRÓNICA BOGOTÁ D.C, 2010

TÍTULO EN ESPAÑOL. Diagramas lógicos de cableado para el control de instrumentos (estaciones de mando o de medida, mandos mecánicos y eléctricos, elementos de señalización, elementos de protección, relés, contactores, temporizadores, interruptores, detectores,...etc.). TÍTULO EN INGLéS. Wiring logics diagrams to control of instruments (control stations or measuring, control mechanical and electrical signal elements, protection elements, relays, contactors, timers, breakers, detectors, etc. RESUMEN Este trabajo de grado tiene como finalidad, presentar un manual al estudiante de ingeniería eléctrica, en el área de control motores eléctricos para el campo de automatización de procesos industriales. El control industrial, usa tecnologías convencionales (relés, contactores) o combinaciones con tecnologías de expansión (controladores lógicos programables, arrancadores de estado sólido), para un proceso industrial. Hay dos alternativas, para el diseño de circuitos de control de mando: la lógica cableada, es una técnica de conexionado de equipos de automatismo, en la que el procesamiento de datos se efectúa por medio de contactos auxiliares o relés de automatismo; la lógica programable, es una técnica que es usada en las máquinas modernas, utilizando la programación para controlar en tiempo real procesos industriales. Este manual muestra unas pautas o reglas para tener en cuenta en la realización de un esquema o diagrama de control de mando, ilustra unos esquemas sencillos y algunos problemas de automatización industrial. Además un análisis de la Norma Técnica Colombiana, NTC 2050, sección 430, parte F, en los circuitos de control de motores. Finaliza, con el alcance de cada norma vigente relacionada al dibujo técnico, esquemas y al control de motores. ABSTRACT

This graduate work has purpose to present a handbook to students of electrical engineering in the field of electric motors control for the field of industrial process automation. The industrial control, using conventional technologies (relays, contactors) or combinations of expansion technologies (programmable logic controllers, solid state starters) for an industrial process. There are two alternatives for the design of control circuits: the logic wiring, wiring is a technique of automatic equipment in which data processing is by means of auxiliary contacts or relays automatism programmable logic , is a technique that is used in modern machines, using the programming to control in real-time industrial processes. The handbook shows some guidelines or rules to take by into a scheme or control diagram, illustrates some simple diagrams and some problems of industrial automation. In addition an analysis of the Colombian Technical Standard NTC 2050, section 430, part F in the motor control circuits.

ENDS WITH THE SCOPE OF EACH EXISTING STANDARD RELATING TO TECHNICAL DRAWING, SCHEMES AND MOTOR CONTROL. Descriptores o palabras claves Automatización, lógica cableada, relés, esquemas, circuitos de control de mando. DESCRIPTORS OR KEYWORDS Automation, wiring Logic, relay, schemes, control circuits. DIRECTOR: Juan Diego Arias Giraldo. Luis Ernesto Pachón Moreno (1986). Michel Paul Peñalosa Lopez (1977).

AGRADECIMIENTO

A Dios, el creador. A mi hijo Santiago, que es mi fuerza para seguir adelante.

A mi compañera sentimental, Nathalia que es un apoyo para mi vida. A mi Padre, Luis Ernesto Pachón que siempre me ha acompañado en mis

momentos de alegría y tristeza.

Luis Ernesto Pachón.

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 28

1. HISTORIA DE LA Lógica CABLEADA ............................................................... 30

1.1 GENERALIDADES DE CABLEADO ................................................................ 31

1.1.1 Cableado de señales analógicas. ................................................................. 36

1.1.2 Cableado de señales digitales. ..................................................................... 39

1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL SEGÚN LA

TECNOLOGÍA. ...................................................................................................... 40

1.2.1 La lógica cableada. ....................................................................................... 41

1.2.1.1 Circuitos de mando .................................................................................... 44

1.2.1.1.1 Tipos de sistemas de control de mando .................................................. 48

1.2.1.2 Circuitos de potencia ................................................................................. 49

1.2.2 La lógica programable................................................................................... 49

1.2.2.1 Principio de funcionamiento de un PLC. .................................................... 52

1.2.2.2 Alimentación para un PLC. ........................................................................ 53

1.2.2.3 Estructura básica de un PLC. .................................................................... 53

1.2.2.3.1 Procesador. ............................................................................................. 54

1.2.2.3.2 Memoria de usuario. ............................................................................... 55

1.2.2.3.2.1 Memoria RAM ...................................................................................... 55

1.2.2.3.2.2 Memoria EPROM, REPROM y EEPROM. ........................................... 55

1.2.2.3.3 Entradas y salidas. .................................................................................. 55

1.2.2.3.3.1 Unidades de entrada. ........................................................................... 56

1.2.2.3.3.2 Unidades de salida. .............................................................................. 56

1.2.2.4 El Bus. ........................................................................................................ 56

1.2.2.5 Formato de una instrucción para un PLC................................................... 57

1.2.2.6 Tratamiento de una instrucción para un PLC. ............................................ 57

1.2.2.7 Lenguajes de programación para un PLC.................................................. 57

1.2.2.7.1 El Lenguaje List. ..................................................................................... 57

1.2.2.7.2 El Lenguaje Grafcet. ............................................................................... 58

1.2.2.7.2.1 Grafcet de nivel 1. ................................................................................ 58

1.2.2.7.2.2 Grafcet de nivel 2. ................................................................................ 59

1.2.2.7.2.3 Programación en lenguaje Grafcet. ..................................................... 59

1.2.2.7.3 Lenguaje de Contactos. .......................................................................... 59

1.2.2.7.4 Lenguaje Literal. ..................................................................................... 60

1.3 COMPARACIÓN DE LAS DOS LÓGICAS. ...................................................... 62

2. DISPOSITIVOS DE CONTROL ......................................................................... 63

2.1 ERGONOMÍA. .................................................................................................. 63

2.1.1 Circulación del diálogo hombre-máquina. ..................................................... 64

2.1.1.1 Independientes. ......................................................................................... 64

2.1.1.2 Ligados. ..................................................................................................... 64

2.1.2 Papel del operador. ....................................................................................... 65

2.1.2.1 Tareas que corresponden al desarrollo normal del proceso: ..................... 65

2.1.2.2 Tareas derivadas de los sucesos imprevistos ............................................ 65

2.1.3 Calidad del diseño del dialogo. ..................................................................... 66

2.1.3.1 Percibir. ...................................................................................................... 66

2.1.3.2. Comprender. ............................................................................................. 66

2.1.3.3 Reaccionar. ................................................................................................ 67

2.2 DISPOSITIVOS DE MANDO ........................................................................... 67

2.2.1 Permanentes. ................................................................................................ 67

2.2.1.1 Conmutador de levas. ................................................................................ 67

2.2.1.2 Selectores. ................................................................................................. 68

2.2.2 Instantáneos. ................................................................................................ 69

2.2.2.1 Pulsadores. ................................................................................................ 69

2.2.2.2 Cajas de pulsadores colgantes. ................................................................. 72

2.2.2.3 Función parada de emergencia. ................................................................ 73

2.2.2.3.1 Dispositivos de parada de emergencia. .................................................. 73

2.2.2.3.2 Dispositivos de desconexión de emergencia. ......................................... 74

2.3 DISPOSITIVOS AUXILIARES DE MANDO ..................................................... 75

2.3.1 Relés. ............................................................................................................ 75

2.3.1.1 Relé electromecánico................................................................................. 75

2.3.1.2 Relé temporizado. ...................................................................................... 76

2.3.1.2.1 Relé temporizado a la conexión o al trabajo. .......................................... 77

2.3.1.2.2 Relé temporizado a la desconexión o al reposo. .................................... 78

2.3.1.2.3 Relé temporizador neumático. ................................................................ 78

2.3.1.3 Relojes Horarios. ....................................................................................... 80

2.3.2 Interruptores de Control. ............................................................................... 80

2.3.2.1 Interruptores finales de carrera o de posición. ........................................... 80

2.3.2.2 Interruptores de control de nivel. ................................................................ 81

2.3.2.3 Control de presión. ..................................................................................... 81

2.3.2.4 Interruptores de control de temperatura. .................................................... 82

2.3.2.5 Detectores. ................................................................................................. 82

2.3.2.5.1 Detectores inductivos. ............................................................................. 83

2.3.2.5.2 Detector capacitivo.................................................................................. 83

2.3.2.5.3 Detector fotoeléctricos. ........................................................................... 84

2.3.3 Dispositivos de Señalización. ........................................................................ 85

2.3.3.1 Pilotos. ....................................................................................................... 87

2.3.3.2 Balizas y columnas señalizadoras. ............................................................ 87

2.3.3.3 Visualizadores. ........................................................................................... 87

2.3.3.4 Señales auditivas. ...................................................................................... 88

2.4 DISPOSITIVOS DE MANIOBRA ...................................................................... 89

2.4.1 Contactor. ..................................................................................................... 89

2.4.1.1 Partes de que está compuesto el contactor: .............................................. 90

2.4.1.1.1 Carcasa. .................................................................................................. 90

2.4.1.1.2 Electroimán. ............................................................................................ 90

2.4.1.1.3 Bobina. .................................................................................................... 91

2.4.1.1.4 El Núcleo. ................................................................................................ 91

2.4.1.1.5 Armadura. ............................................................................................... 91

2.4.1.1.6 Contactos. ............................................................................................... 91

2.4.1.1.7 Contactos Principales o potencia. ........................................................... 91

2.4.1.1.8 Contactos Secundarios o auxiliares. ....................................................... 92

2.4.2 Clasificación de los contactores. ................................................................... 92

2.4.2.1 Contactores electromecánicos: .................................................................. 92

2.4.2.2 Contactores estáticos o de estado sólido: .................................................. 93

2.4.3 Categorías de empleo de los contactores. .................................................... 93

2.4.3.1 Empleo en corriente alterna: ...................................................................... 93

2.4.3.1.1 Categoría AC-1. ...................................................................................... 93

2.4.3.1.2 Categoría AC-2. ...................................................................................... 93

2.4.3.1.3 Categoría AC-3. ...................................................................................... 93

2.4.3.1.4 Categorías AC-4. .................................................................................... 93

2.4.3.2 Empleo en corriente continua: ................................................................... 94

2.4.3.2.1 Categoría DC-1. ...................................................................................... 94

2.4.3.2.2 Categoría DC-2 y DC-3. .......................................................................... 94

2.4.3.2.3 Categoría DC-4 y DC-5. .......................................................................... 94

2.4.4 Contactos auxiliares. ..................................................................................... 94

2.4.5 Causas de falla de los contactos. ................................................................. 96

2.4.5.1 Presencia de partículas aislantes. ............................................................. 96

2.4.5.2 Aparición de una pantalla aislante. ............................................................ 96

2.4.5.3 Formación de películas aislantes. .............................................................. 96

2.4.6 Aditivos instantáneos estándar. .................................................................... 97

2.4.6.1 Aditivos ...................................................................................................... 97

2.4.6.2 Aditivos laterales ........................................................................................ 97

2.4.7 Aditivos instantáneos con contactos fijos. ..................................................... 98

2.4.7.1 Contactos de Plata ..................................................................................... 98

2.4.7.2 Contactos de Oro ....................................................................................... 98

2.4.8 Bloque de retención mecánica. ..................................................................... 98

2.5 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN ................................................................. 99

2.5.1 Fallas de origen mecánico. ........................................................................... 99

2.5.2 Fallas de origen eléctrico. ............................................................................. 99

2.5.3 El relé de sobrecarga térmico. .................................................................... 100

2.5.4 El interruptor automático termomagnético. ................................................. 102

2.6 SISTEMA DE PROTECCIÓN ........................................................................ 103

2.6.1 Código IP (Ingress Protection). ................................................................... 103

2.6.2 Código NEMA. ............................................................................................ 104

2.6.3 Código IK. ................................................................................................... 107

3. ESQUEMAS ..................................................................................................... 109

3.1 TIPOS BÁSICOS DE ESQUEMAS ................................................................ 109

3.1.1 Esquema funcional. .................................................................................... 109

3.1.2 Esquema explicativo de ubicación de los elementos. ................................. 110

3.1.3 Esquema explicativo de circuitos. ............................................................... 110

3.1.3.1 El circuito de potencia. ............................................................................. 111

3.1.3.1.1 Contactos principales. ........................................................................... 111

3.1.3.2 El circuito de mando................................................................................. 112

3.1.3.2.1 Contactos auxiliares. ............................................................................. 112

3.1.3.2.2 Mandos de control (bobinas). ................................................................ 113

3.1.4 Ejecución de esquemas explicativos de circuitos. ...................................... 113

3.1.4.1 Esquema de mando. ................................................................................ 116

3.1.4.1.1 Representación conjunta. ..................................................................... 117

3.1.4.1.2 Representación desarrollada. ............................................................... 118

3.1.4.1.3 Indicaciones complementarias. ............................................................. 120

3.1.5 Esquema de conexiones o realización. ....................................................... 123

3.1.5.1 Esquema sencillo. .................................................................................... 123

3.1.5.2. Esquema general de conexiones. ........................................................... 124

3.1.5.3. Esquemas de conexiones en montaje. ................................................... 125

3.2 NUMERACIÓN DE TERMINALES Y CONDUCTORES ................................ 126

3.3 ORGANIZACIÓN DE TABLEROS ................................................................. 128

3.3.1 Identificación de borneras. .......................................................................... 128

3.4 SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS EN ESQUEMAS ... 131

4. DISEÑO ........................................................................................................... 136

4.1 CONTACTOS ................................................................................................ 136

4.1.1 Contacto normalmente abierto NA. ............................................................. 137

4.1.2 Contacto normalmente cerrado NC. ........................................................... 138

4.2 INTERRUPTORES ........................................................................................ 138

4.2.1 Interruptor normalmente abierto. ................................................................. 139

4.2.2 Interruptor normamente cerrado. ................................................................ 139

4.3 PULSADORES. ............................................................................................. 140

4.3.1 Pulsador normalmente abierto. ................................................................... 140

4.3.2 Pulsador normamente cerrado. ................................................................... 141

4.4 LA BOBINA .................................................................................................... 142

4.5 EL RELÉ DE SOBRECARGA ........................................................................ 143

4.6 PILOTOS ....................................................................................................... 143

4.7 REPRESENTACIÓN DE LOS CIRCUITOS DE POTENCIA Y CONTROL .... 144

4.8 ELABORACIÓN DE UN AUTOMATISMO ..................................................... 146

4.8.1 Secciones de un esquema eléctrico. .......................................................... 147

4.8.1.1 Señal. ....................................................................................................... 148

4.8.1.2 Decisión. .................................................................................................. 148

4.8.1.3 Acción. ..................................................................................................... 148

4.8.2 Proceso en la elaboración de un esquema con lógica cableada. ............... 148

4.9 ELABORACIÓN DE ESQUEMAS DE MANDO. ............................................. 149

4.9.1 El método puramente intuitivo. .................................................................... 149

4.9.2 El método sistematico. ................................................................................ 149

4.9.2.1 Reglas básicas de un diagrama o esquema. ........................................... 149

4.9.2.1.1 Una bobina no puede estar conectada directamente de la barra de inicio.

............................................................................................................................. 150

4.9.2.1.2 A la derecha de una bobina no es posible ubicar ningún contacto auxiliar.

............................................................................................................................. 150

4.9.2.1.3 Es posible colocar en paralelo dos o más bobinas, pero nunca en serie.

............................................................................................................................. 150

4.9.2.1.4 Los dispositivos de control se conectan entre L1 y la bobina de

operación. ............................................................................................................ 151

4.9.2.1.5 Se deben colocar dispostivos de protección en un circuito de mando. . 151

4.9.2.1.6 Cada línea y los contactos auxiliares de cada bobina deben ser

numerados. .......................................................................................................... 152

4.9.2.1.7 Funcionamiento incierto (carrera de contactos). ................................... 153

4.9.2.1.8 Autoalimentación. ................................................................................. 154

4.9.2.1.9 Aumentar la capacidad de monitoreo del sistema. ............................... 155

4.9.2.1.10 Interdependencia de variables. ........................................................... 155

4.9.2.1.11 Descripción del funcionamiento. ......................................................... 156

4.9.2.1.12 Bobina de salida. ................................................................................ 158

4.9.2.1.13 El orden de apertura o cierre de contactos auxiliares (carrera de

contactos). ........................................................................................................... 158

4.9.2.1.14 Contactos de apertura y cierre. ........................................................... 158

4.9.2.1.15 El esquema de mando. ....................................................................... 158

4.10 FUNCIONES LÓGICAS. .............................................................................. 158

4.10.1 Función Y “AND”. ...................................................................................... 158

4.10.2 Función O “OR”. ........................................................................................ 159

4.10.3 Función Y combinada con O. .................................................................... 160

4.10.4 Función NO “NOT”. ................................................................................... 161

4.10.5 Función NO-O “NOR”................................................................................ 161

4.10.6 Función NO –Y “NAND”. ........................................................................... 162

4.10.7 Función O- exclusiva “XOR”. .................................................................... 163

4.10.8 Función NO- exclusiva “XNOR ................................................................. 163

4.11 CIRCUITOS BÁSICOS DE LA LÓGICA CABLEADA .................................. 164

4.11.1 Mando simple de un contactor. ................................................................. 164

4.11.2 Mando desde puntos diferentes. ............................................................... 165

4.11.3 Mando de un contactor con una previa orden de accionamiento. ............. 166

4.11.4 Retorno automático. .................................................................................. 167

4.11.5 Circuito de autoretención (función memoria). ........................................... 168

4.11.5.1 Prioridad a la activación. ........................................................................ 168

4.11.5.2 Prioridad a la desactivación. .................................................................. 169

4.11.6 Mandos con comportamiento temporizado. .............................................. 170

4.11.6.1 Relé temporizado a la conexión o al trabajo. ......................................... 170

4.11.6.2 Relé temporizado a la desconexión o al reposo. ................................... 173

4.12 APLICACIONES DE LÓGICA CABLEADA .................................................. 177

4.12.1 Dos pulsadores de marcha S2 y S4 y dos paradas S1 y S3. …………….177

4.12.2 Conexión de varios contactos con dependencia entre ellos………………178

4.12.3 Dos estaciones de arranque parada, controlando un arrancador. ………..179

4.12.4 Dos arrancadores controlados independientemente con parada de

emergencia común. ............................................................................................. 180

4.12.5 Dos arrancadores controlados por una estación de arranque – parada . 181

4.12.6 Arrancador con luz indicadora de operación ............................................. 182

4.12.7 Arrancador con luz indicadora de no operación. ....................................... 182

4.12.8 Dos arrancadores en secuencia . ............................................................. 183

4.12.9 Arrancador de un motor. ........................................................................... 184

4.12.10 Arranque en KUSA.................................................................................. 185

4.12.11 Arranque en estrella-triángulo. ................................................................ 187

4.12.12 Portón corredizo. ..................................................................................... 189

4.13 INTERPRETACIÓN DE LA NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2050-

SECCIÓN 430 PARTE F. .................................................................................... 192

4.13.1 Artículo 430-71. Generalidades. ............................................................... 192

4.13.2 Artículo 430-72. Protección contra sobrecorriente. ................................... 194

4.13.3 Artículo 430-73. Protección mecánica de los conductores........................ 207

4.13.3.1 Protección contra arranque accidental. .................................................. 210

4.13.4 Artículo 430-74. Desconexión. .................................................................. 215

5. NORMATIVIDAD ............................................................................................. 222

5.1 OGANISMOS DE NORMALIZACIÓN ............................................................ 223

5.1.1 IEC-Comisión Electrotécnica Internacional. ................................................ 223

5.1.2. IEEE-Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos. .......................... 223

5.1.3 ANSI-Instituto Nacional Estadounidense de Estándares. ........................... 224

5.1.4. NEMA-Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos. ............................. 224

5.1.5 ISA-Sociedad de Sistemas de Instrumenbtación y Automatización. ........... 224

5.1.6 CENELEC-Comité Europeo de Normalización Electrotécnica. ................... 224

5.1.7 ICONTEC-Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. ........ 224

5.2 DIBUJO INDUSTRIAL ................................................................................... 225

5.2.1 Normalización de dibujo técnico. ................................................................ 226

5.2.1.1 Formatos de dibujo y su archivado. ......................................................... 226

5.2.1.2 Reglas de referencia y semejanza. .......................................................... 226

5.2.1.2.1 Series auxiliares. ................................................................................... 228

5.2.1.3 Márgenes para formatos A. ...................................................................... 228

5.2.1.4 Rotulación. ............................................................................................... 229

5.2.1.5 Numeración de planos. ............................................................................ 231

5.2.1.6 Escalas. ................................................................................................... 231

5.3 SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA BÁSICA ............................................................. 232

5.3.1 Contornos y envolventes. ............................................................................ 232

5.3.2 Conductores. ............................................................................................... 232

5.3.3 Uniones y ramificaciones. ........................................................................... 233

5.3.4 Puesta a tierra, equipotencialidad. .............................................................. 233

5.3.5 Naturaleza de la corriente y de la tensión. .................................................. 233

5.3.6 Tomas de corriente. .................................................................................... 233

5.3.7 Dispositivos de iluminación y señalización.................................................. 233

5.3.8 Componentes de mando-interruptores. ...................................................... 233

5.3.9 Dispositivos de protección. ......................................................................... 234

5.3.9.1 Fusibles. ................................................................................................... 234

5.3.9.2 Interruptores automáticos. ....................................................................... 234

5.4 NORMAS CON SU ALCANCE ...................................................................... 234

5.4.1 Normas IEC. ............................................................................................... 235

5.4.1.1 IEC 1082 o 61082. ................................................................................... 235

5.4.1.2 IEC 60204. ............................................................................................... 235

5.4.1.3 IEC 60364. ............................................................................................... 235

5.4.1.4 IEC 60073. ............................................................................................... 236

5.4.1.5 IEC 60439. ............................................................................................... 236

5.4.1.6 IEC 60445. ............................................................................................... 237

5.4.1.7 IEC 60446. ............................................................................................... 237

5.4.1.8 IEC 60447. ............................................................................................... 237

5.4.1.9 IEC 60529. ............................................................................................... 237

5.4.1.10 IEC 60529. ............................................................................................. 238

5.4.1.11 IEC 60617. ............................................................................................. 238

5.4.1.12 IEC 60898. ............................................................................................. 239

5.4.1.13 IEC 60947. ............................................................................................. 239

5.4.1.14 IEC 61175. ............................................................................................. 240

5.4.2 Normas ISO. ............................................................................................... 240

5.4.2.1 ISO 3864. ................................................................................................. 240

5.4.2.2 ISO 11429. ............................................................................................... 240

5.4.2.3 ISO 13849-1. ............................................................................................ 241

5.4.2.4 ISO 14617. ............................................................................................... 241

5.4.2.5 ISO 81714. ............................................................................................... 241

5.4.3 Normas ANSI. ............................................................................................. 241

5.4.3.1 ANSI 508. ................................................................................................. 241

5.4.3.2 ANSI 845. ................................................................................................. 242

5.4.4 Normas UL. ................................................................................................. 243

5.4.4.1 UL 218. .................................................................................................... 243

5.4.4.2 UL 508. .................................................................................................... 243

5.4.4.3 UL 698. .................................................................................................... 243

5.4.4.4 UL 873. .................................................................................................... 243

5.4.4.5 UL 1008. .................................................................................................. 243

5.4.4.6 UL 1437. .................................................................................................. 243

5.4.5 Normas NFPA. ............................................................................................ 243

5.4.5.1 NFPA 70. ................................................................................................. 243

5.4.5.2 NFPA 70B. ............................................................................................... 244

5.4.5.3 NFPA 70E. ............................................................................................... 244

5.4.5.4 NFPA 72. ................................................................................................. 244

5.4.5.5 NFPA 77. ................................................................................................. 244

5.4.5.6 NFPA 101. ............................................................................................... 244

5.4.6 Normas EN. ................................................................................................ 244

5.4.6.1 EN 50013. ................................................................................................ 244

5.4.6.2 EN 50081. ................................................................................................ 244

5.4.6.3 EN 50082-2. ............................................................................................. 244

5.4.6.4 EN 60617. ................................................................................................ 244

5.4.7 Normas ICONTEC. ..................................................................................... 245

5.4.7.1 NTC 2050. ................................................................................................ 245

6. SIMBOLOGIA .................................................................................................. 248

6.1 COMPARACIÓN DE LOS SÍMBOLOS EUROPEOS Y AMERICANOS, MÁS

COMUNES........................................................................................................... 248

6.2 SÍMBOLOS EUROPEOS IEC 60617 ............................................................. 250

6.3 SÍMBOLOS AMERICANOS ANSI Y 32.2 DE 1990/IEEE STD. 315A-1986. .. 264

7. CONCLUSIONES ............................................................................................ 269

BIBLIOGRAFÍA. ................................................................................................... 270

LISTA DE FÍGURAS

Pág.

Figura 1. Tablero de automatismo. ........................................................................ 30

Figura 2. Inspección de un armario. ....................................................................... 31

Figura 3. Bornes tipo clema (colector). .................................................................. 32

Figura 4. Modo de conexión. ................................................................................. 33

Figura 5. Identificación de Conductores. ................................................................ 33

Figura 6. Multiconductor apantallado. .................................................................... 36

Figura 7. Cableado de señal analógica. ................................................................. 37

Figura 8. Conexión en modo diferencial y modo común. ....................................... 38

Figura 9. Bornera tipo cortocircuitable. .................................................................. 39

Figura 10. Lógica cableada. ................................................................................... 41

Figura 11. Tipos de rieles. ..................................................................................... 42

Figura 12. Interruptores termomagnéticos. ............................................................ 42

Figura 13. Bornera de frontera. .............................................................................. 43

Figura 14. Proteccion del secundario del transformador. ....................................... 45

Figura 15. Sistema de seguridad en los circuitos de mando. ................................. 46

Figura 16. Conectando las bobinas y receptores a tierra. ...................................... 47

Figura 17. Lógica programable. ............................................................................. 50

Figura 18. Microautómatas TSX 1 Telemecanique. ............................................... 51

Figura 19. Nanoautómatas TSX 07 Telemecanique. ............................................. 52

Figura 20. Aditivos de entradas/salidas TON. ........................................................ 52

Figura 21. Diagrama de flujo de un PLC. ............................................................... 53

Figura 22. Estructura básica de un autómata programable. .................................. 54

Figura 23. Estructura detallada de un PLC. ........................................................... 54

Figura 24. Lenguaje grafcet. .................................................................................. 59

Figura 25. Lenguaje de contactos. ......................................................................... 60

Figura 26. Lógicas usadas para el control ............................................................. 61

Figura 27. Aplicaciones de la lógica programable.................................................. 62

Figura 28. Interfaces de ergonomía. ...................................................................... 63

Figura 29. Circulación de la información. ............................................................... 64

Figura 30. Conmutadores de levas K1 de Telemecanique. ................................... 68

Figura 31. Selectores XD2 de Telemecanique....................................................... 68

Figura 32. Caja de pulsadores colgantes XAC de Telemecanique. ....................... 72

Figura 33. Desconexión de emergencia por tracción de cable. ............................. 75

Figura 34. Visualización de un relé tipo industrial. ................................................. 76

Figura 35. Descripción detallada de un relé. .......................................................... 76

Figura 36. Relé temporizado. ................................................................................. 77

Figura 37. Diagrama secuencial y conexión de un temporizador de trabajo. ......... 77

Figura 38. Diagrama secuencial y conexión de un temporizador de reposo. ......... 78

Figura 39. Esquema de funcionamiento de un relé neumático temporizado al

reposo de Telemecanique. .................................................................................... 79

Figura 40. Relé temporizador neumático. .............................................................. 79

Figura 41. Reloj horario electrónico. ...................................................................... 80

Figura 42. Diferentes tipos interruptores de finales de carrera. ............................. 81

Figura 43. Interruptor de control de nivel. .............................................................. 81

Figura 44. Dispositivos de control de presión. ....................................................... 82

Figura 45. Termostatos. ......................................................................................... 82

Figura 46. Detectores inductivos. ........................................................................... 83

Figura 47. Conexión de un sensor inductivo. ......................................................... 83

Figura 48. Detectores capacitivos. ......................................................................... 84

Figura 49. Conexión de un sensor capacitivo. ....................................................... 84

Figura 50. Detectores fotoeléctricos. ..................................................................... 85

Figura 51. Conexión de un sensor óptico. ............................................................. 85

Figura 52. Pilotos de señalización. ........................................................................ 87

Figura 53. Balizas y columnas señalizadoras. ....................................................... 87

Figura 54. Visualizador. ......................................................................................... 88

Figura 55. Aspecto físico del contactor. ................................................................. 90

Figura 56. Partes de un contactor normal. ............................................................. 92

Figura 57. Contactores auxiliares. ......................................................................... 95

Figura 58. Contacto auxiliar primer caso. .............................................................. 95

Figura 59. Contacto auxiliar segundo caso. ........................................................... 95

Figura 60. Contacto auxiliar tercer caso. ............................................................... 96

Figura 61. Caída de tensión en las terminales de un contacto. ............................. 97

Figura 62. Contactores auxiliares aditivo frontal y lateral. ...................................... 97

Figura 63. Contactor con sus aditivos o contactos auxiliares ya montados. .......... 98

Figura 64. Aditivos de los contactores de potencia y auxiliares. ............................ 99

Figura 65. Relé de sobrecarga térmico. ............................................................... 100

Figura 66 Curva de disparo 3RB10 Clase 10. ..................................................... 101

Figura 67 Interruptor automático magnetotérmico. .............................................. 102

Figura 68. Esquema explicativo funcional de una instalación eléctrica domiciliaria.

............................................................................................................................. 110

Figura 69. Esquema explicativo de ubicación de una instalación eléctrica

domiciliaria. .......................................................................................................... 110

Figura 70. Contactos de potencia. ....................................................................... 112

Figura 71. Contactos auxiliares............................................................................ 113

Figura 72. Contactores con un devanado y dos devanados. ............................... 113

Figura 73. Esquema de potencia explicativo para el arranque de un motor en

estrella–triangulo. ................................................................................................. 115

Figura 74. Esquema de mando para el arranque Y-∆ “Europeo”. ........................ 115

Figura 75. Esquema de mando para el arranque Y-∆ “Americano”. .................... 116

Figura 76. Esquema de mando. ........................................................................... 117

Figura 77. Representación conjunta. ................................................................... 118

Figura 78. Representación desarrollada simple. .................................................. 118

Figura 79. Representación desarrollada. ............................................................. 119

Figura 80. Una representación física de un contactor y su circuito de mando. .... 120

Figura 81. Esquema desarrollado. ....................................................................... 122

Figura 82. Correspondencia entre planos. ........................................................... 123

Figura 83. Representación unifilar de un circuito de potencia. ............................ 124

Figura 84. Esquema general de conexiones. ....................................................... 125

Figura 85. Esquema de conexiones de montaje. ................................................. 126

Figura 86. Esquema de mando europeo para el arranque de un motor en Estrella-

Triángulo. Identificación de conductores. ............................................................. 127

Figura 87. Esquema de mando americano para el arranque de un motor en

Estrella-Triangulo. Identificación de conductores. ................................................ 128

Figura 88. Esquema de mando para el arranque de un motor en estrella-triangulo.

Identificación de bornes. ...................................................................................... 130

Figura 89. Modo de conexión entre borneras ...................................................... 130

Figura 90. Representación de contactos auxiliares. ............................................ 137

Figura 91. Representación de rele desenergizado. ............................................. 137

Figura 92. Activación de un contacto normalmente abierto. ................................ 138

Figura 93. Activación de un contacto normalmente cerrado. ............................... 138

Figura 94. Representación de interruptores. ........................................................ 139

Figura 95. Acción de cerrar un interruptor. .......................................................... 139

Figura 96. Acción de abrir un interruptor. ............................................................. 140

Figura 97. Representación de pulsadores. .......................................................... 140

Figura 98. Acción de cerrar un pulsador. ............................................................. 141

Figura 99. Acción de abrir un pulsador. ............................................................... 141

Figura 100. Representación de bobinas. ............................................................. 142

Figura 101. Energización de un motor. ................................................................ 143

Figura 102. Representación del rele de sobrecarga. ........................................... 143

Figura 103. Identificación de cables. .................................................................... 144

Figura 104. Diagrama de línea o escalera que consiste de una serie de símbolos

interconectados. ................................................................................................... 145

Figura 105. Flujo de corriente en un diagrama de línea. ...................................... 146

Figura 106. La bobina no puede estar conectada directamente de la barra de

inicio. .................................................................................................................... 150

Figura 107. Una bobina y un contacto auxiliar. .................................................... 150

Figura 108. Dos bobinas en serie y dos bobinas en paralelo. ............................. 151

Figura 109. Dispositivos de control. ..................................................................... 151

Figura 110. Dispositivos de protección en el esquema americano. ..................... 152

Figura 111. Dispositivos de protección en el esquema europeo. ......................... 152

Figura 112. Numeración de cada fila esquema americano. ................................. 153

Figura 113. Numeración de cada columna esquema europeo............................. 153

Figura 114. Funcionamiento incierto. ................................................................... 154

Figura 115. Autoalimentación. ............................................................................. 154

Figura 116. Borrado de memoria. ........................................................................ 155

Figura 117. Monitoreo del sistema. ...................................................................... 155

Figura 118. Interdependencia de variables. ......................................................... 156

Figura 119. Esquema de mando. ......................................................................... 156

Figura 120. Función Y “AND”. .............................................................................. 159

Figura 121. Función O “OR”................................................................................. 159

Figura 122. Función Y combinada con O. ............................................................ 160

Figura 123. Función NO “NOT”. ........................................................................... 161

Figura 124. Función NO-O “NOR”. ...................................................................... 162

Figura 125. Función NO-Y “NAND”. ..................................................................... 162

Figura 126. Función O-exclusiva “XOR”. ............................................................. 163

Figura 127. Función NO-exclusiva “XNOR”. ........................................................ 164

Figura 128. Mando simple de un contactor solución 1. ........................................ 164

Figura 129. Mando simple de un contactor solución 2. ........................................ 165

Figura 130. Mando desde puntos diferentes. ....................................................... 166

Figura 131. Mando de un contactor con una previa orden de accionamiento. ..... 167

Figura 132. Mando de un retorno automático. ..................................................... 168

Figura 133. Circuito de autoretención - prioridad a la activación. ........................ 169

Figura 134. Circuito de autoretención - prioridad a la desactivación.................... 169

Figura 135. Diagrama de conexiones de un relé temporizado a la conexión. ...... 170

Figura 136. Esquema de mando de un relé temporizado de su contacto auxiliar

normalmente abierto a la conexión. ..................................................................... 171

Figura 137. Diagrama de tiempo para el relé temporizado de su contacto auxiliar

normalmente abierto a la conexión. ..................................................................... 171


normalmente cerrado a la conexión. .................................................................... 172


normalmente cerrado a la conexión. .................................................................... 172

Figura 140. Esquema de mando de un contactor con contacto NA retardo a la

conexión. ............................................................................................................. 172

Figura 141. Esquema de mando de un contactor con contacto NC retardo a la

conexión. ............................................................................................................. 173

Figura 142. Diagrama de conexiones de un relé temporizado a la desconexión. 174


normalmente abierto a la desconexión. ............................................................... 175


normalmente abierto a la desconexión. ............................................................... 175


normalmente cerrado a la desconexión. .............................................................. 176


normalmente cerrado a la desconexión. .............................................................. 176

Figura 147. Esquema de mando de un contactor con relé temporizado a la

conexión y con relé temporizado, a la desconexión. ............................................ 176

Figura 148. Dos pulsadores de marcha S2 y S4 y dos paradas S1 y S3. ............ 178

Figura 149. Conexión de varios contactores con dependencia entre ellos. ......... 179

Figuras 150. Dos estaciones de arranque y parada, diseño1. ............................. 179

Figura 151. Dos estaciones de arranque y parada, diseño2. ............................... 180

Figura 152. Dos arrancadores controlados independientemente con parada de

emergencia común. ............................................................................................. 181

Figura 153. Dos arrancadores controlados por una estación de arranque-parada.

............................................................................................................................. 181

Figura 154. Arrancador con luz indicadora de operación. .................................... 182

Figura 155. Arrancador con luz indicadora de no operación. ............................... 183

Figura 156. Dos arrancadores en secuencia. ...................................................... 184

Figura 157. Arrancador de un motor. ................................................................... 185

Figura 158. Esquema de potencia arranque en KUSA. ....................................... 185

Figura 159. Esquema de control de mando arranque en KUSA. ......................... 186

Figura 160. Curvas de arranque. ......................................................................... 187

Figura 161. Esquema de potencia arranque estrella-triangulo. ........................... 188

Figura 162. Esquema de control arranque estrella-triangulo. .............................. 188

Figura 163. Portón corredizo................................................................................ 189

Figura 164. Circuito de potencia para el portón corredizo. .................................. 190

Figura 165. Circuito de control del portón corredizo. ........................................... 191

Figura 166. Circuito de control gobernado por una bobina de arranque .............. 193

Figura 167. Circuito de control derivado del circuito ramal del motor. ................. 195

Figura 168. Circuito de control derivado externamente del tablero de control o de

un transformador. ................................................................................................. 196

Figura 169. Artículo 430-72b) excepción No. 1 .................................................... 199

Figura 170. Artículo 430-72b) excepción No. 2. ................................................... 201

Figura 171. Artículo 430-72b) excepción No. 3. ................................................... 203

Figura 172. Fusibles de protección del primario de un transformador que alimenta

un circuito de control. ........................................................................................... 205

Figura 173. Conexión incorrecta y conexión correcta del circuito de control puesto

a tierra. ................................................................................................................. 208

Figura 174. Un conexión incorrecta y un cableado desde un transformador de

control. De acuerdo al segundo parrafo del Art. 430-73. ..................................... 209

Figura 175. Circuito de control con una falla a tierra que puede iniciar el arranque

del motor. ............................................................................................................. 210

Figura 176. Uso de un transformador para aislar el cicuito de control. ................ 211

Figura 177. Circuito de control con doble pulsador de arranque. ........................ 212

Figura 178. Circuito de control con doble pulsador de arranque y dos pulsadores

de parada. ............................................................................................................ 213

Figura 179. Pulsadores ubicados sobre la linea de una bobina con el neutro

aterrizado. ............................................................................................................ 214

Figura 180. Desconexión del circuito de control. ................................................. 216

Figura 181. Trasnformador conectado afuera del arrancador del motor. ............. 217

Figura 182. Interconexión extensiva de circuitos de control, desconectadores de

circuitos de control que no están al lado de los desconectadores de potencia. ... 219

Figura 183. Transformador de control en el arrancador del motor, debe estar al

lado de la desconexión de la carga ...................................................................... 221

Figura 184. Dimensiones para los formatos serie A. ........................................... 227

Figura 185. Esquemas de ubicación de las márgenes para formatos serie A. .... 229

Figura 186. Esquemas de ubicación de rótulos para formatos serie A. ............... 229

Figura 187. Forma de la letra en el rotulado. ....................................................... 230

Figura 188. Esquema de rotulación basado en la norma ISO 7200..................... 230

Figura 189. Escalas recomendadas según la norma ISO 5455. .......................... 232

Figura 190. Escritura y orientación en un esquema. ............................................ 238

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Colores normalizados para los conductores. ........................................... 34

Tabla 2. Área de los conductores para los diferentes circuitos. ............................. 36

Tabla 3. Condiciones de seguridad en maquinas. ................................................. 48

Tabla 4. Marcado funcional para los pulsadores.................................................... 69

Tabla 5. Colores para los pulsadores .................................................................... 70

Tabla 6: Diseño funcional y aplicación de los pulsadores norma ISO 9001. .......... 71

Tabla 7. Código de colores para visualizadores y pilotos. ..................................... 86

Tabla 8. Códigos audibles. .................................................................................... 89

Tabla 9. Elección de un interruptor. ..................................................................... 102

Tabla 10 Grados de protección. ........................................................................... 103

Tabla 11. Seguridad para las personas código IP. .............................................. 104

Tabla 12. Tipo de protección NEMA. ................................................................... 105

Tabla 13. Grados de Protección IK. ..................................................................... 108

Tabla 14. Sistema de identificación de los elementos en esquemas. .................. 131

Tabla 15. Número identificativo de cada motor. ................................................... 134

Tabla 16. Equipo 1: trituradora. ............................................................................ 135

Tabla 17. Equipo 2: transporte. ............................................................................ 135

Tabla 18. Representación y simbologia de un piloto. ........................................... 144

Tabla 19. Tabla de verdad de la función Y “AND”................................................ 159

Tabla 20. Tabla de verdad de la función O “OR”. ................................................ 160

Tabla 21. Tabla de verdad de la función Y combinada con O. ............................ 160

Tabla 22. Tabla de verdad de la función NO “NOT”. ............................................ 161

Tabla 23. Tabla de verdad de la función NO-O “NOR”. ....................................... 162

Tabla 24. Tabla de verdad de la función NO-Y “NAND”. ..................................... 163

Tabla 25. Tabla de verdad de la función O-exclusiva “XOR”. .............................. 163

Tabla 26. Tabla de verdad de la función NO-exclusiva “XNOR”. ......................... 164

Taba 27. Instituciones importantes en la normalización de procesos industriales

............................................................................................................................. 225

Tabla 28. Dimensiones formatos B y C. ............................................................... 228

Tabla 29. Resumen de normas. ........................................................................... 246

Tabla 30. Comparación de los símbolos europeos y americanos, más comunes.

............................................................................................................................. 248

Tabla 31. Conductores, componentes pasivos, elementos de control y protección

básicos. ................................................................................................................ 250

Tabla 32. Dispositivos de conmutación de potencia, relés, contactos y

accionamientos. ................................................................................................... 253

Tabla 33. Instrumentos de medida y señalización. .............................................. 258

Tabla 34. Producción, transformación y conversión de la energía eléctrica. ....... 261

Tabla 35. Simbología ANSI .................................................................................. 264

LISTA DE CUADROS

Pág.

Cuadro 1. Clasificación tecnológica. ...................................................................... 40

Cuadro 2. Comparación de la lógica cableada y la lógica programable ................ 62

Cuadro 3. Proceso para la elaboración de automatismos. .................................. 147

Cuadro 4. Proceso para la elaboración de un automatismo con lógica cableada.

............................................................................................................................. 149

INTRODUCCIÓN

Este manual pretende ser una ayuda al estudiante en el área de control de motores eléctricos, para el campo de la automatización de los procesos industriales. El sector industrial utiliza tecnologías convencionales (relevadores o relés y arrancadores magnéticos), combinados con tecnologías de expansión (controladores lógicos programables, arrancadores de estado sólido) y nuevas tecnologías (inalámbricas), para un proceso industrial. Este libro está dividido en 6 capítulos, que le permitirá al estudiante, obtener un aprendizaje agradable y lo motive a indagar más sobre los temas que se tratan en el manual. El capítulo 1, titulado como historia de la lógica cableada, muestra estado del arte de la lógica cableada, generalidades de cableado, lógica cableada y lógica programable. El capítulo 2, titulado como dispositivos de control, muestra una breve descripción, de los dispositivos necesarios para el accionamiento de equipos eléctricos, tales dispositivos son: dispositivos de mando, manipulados directamente por el operario y los dispositivos auxiliares de mando, caracterizados por operar bajo señales físicas (corriente, tensión, presión, temperatura, nivel, iluminación, tiempo, etc.). Al final del capítulo se enlistan los grados de protección que los fabricantes de los equipos eléctricos deben cumplir. El capítulo 3, titulado como esquemas, muestra los esquemas eléctricos utilizados en los proyectos de instalaciones eléctricas. Esquemas explicativos y esquemas de conexiones, tiene por objetivo simplificar y facilitar los trabajos de proyectos o diseño. El capítulo 4, titulado como diseño, muestra unas pautas o reglas para tener en cuenta en la realización de un esquema, ilustra unos esquemas sencillos de diseño y algunos problemas de automatización industrial, para que el estudiante tenga un recurso adicional de aprendizaje lúdico, en el diseño de soluciones de

control eléctrico. Finaliza este capítulo con un análisis de la norma colombiana NTC 2050, en la sección 430, literal F, relacionado con circuitos de control de motores. El capítulo 5, titulado como normatividad, muestra el alcance de algunas normas internacionales. Cabe anotar la dificultad a nivel económico que se tiene para determinar a fondo los requisitos de las normas extranjeras; se unificaron referencias de algunos documentos de la red que nombraban las normas, con el objetivo de describir su alcance. El capítulo 6, titulado como simbología, la simbología representa una forma de expresión o un lenguaje. El lenguaje control de motores, esta compuesto por símbolos, para realizar el diagrama o esquema de un circuito. Existen convenciones normalizadas, para el uso de símbolos usados en el control de motores eléctricos. Las normas a seguir son: la norma Internacional IEC 60617 y la norma ANSI Y32.2. El control industrial, es indispensable para coordinar los procesos industriales y un manejo eficiente de la energía eléctrica, a través de un óptimo diseño que satisfaga las condiciones de un problema, que amerite un control y se mantenga los niveles de calidad de la energía eléctrica.

1. HISTORIA DE LA LÓGICA CABLEADA

Los primeros sistemas de control o automatismos, tienen que ver con la revolución

Industrial a finales del siglo XIX y comienzos del siglo XX. Estos elementos tienen

sus principios de funcionamiento mecánico y electromagnético, ellos son:

engranajes, palancas, pequeños motores, relés, contadores y temporizadores.

En la lógica de control el uso de temporizadores, relés, etc. Fue aumentando con

el pasar del tiempo, estos automatismos se caracterizaron por:

Armarios de gran tamaño y voluminosos.

Probabilidad de avería muy alta.

Localización de falla difícil y compleja.

Altamente inflexible.

Costo muy alto.

Figura 1. Tablero de automatismo.

Fuente. http://4.bp.blogspot.com/_8HFiJyKfVI/SDXKxz2hfFI/AAAAAAAAADI/gyOSiSJ8HMk/s400/imag.jpg

Cuando no existían medios programables para desarrollar los automatismos, los

controles se hacían por lógica cableada. Empleando el lenguaje simple de la

lógica de los contactos, como el esquema americano, donde se trabaja

horizontalmente y el europeo donde se trabaja verticalmente.

Figura 2. Inspección de un armario.

Fuente. http://www.iapro.es/images/trabajador.jpg

1.1 GENERALIDADES DE CABLEADO

Todas las conexiones deberán estar garantizadas contra el aflojamiento

accidental.

Es recomendable el uso de bornes de salida de tipo “clema”, figura 3, conexiones

con sujeción por presión en conexiones de circuitos de maniobra y/o circuitos de

baja potencia, por su mayor resistencia a los aflojamientos debidos a las

vibraciones y los efectos de variación térmica. Los medios de conexión (bornes,

terminales, etc.), deberán ser adecuados para la sección y la naturaleza del

conductor. Para los conductores de aluminio o con aleaciones del mismo, se

deberán utilizar terminales o bornes especiales (terminales bimetálicos). Para

evitar los problemas de la corrosión electrolítica.

Figura 3. Bornes tipo clema (colector).

Fuente. http://www.kloem.puemx.com/UserFiles/Image/kloeme/CONTACLIP/BornesClemas-de-paso-Tipo-R.jpg

La conexión de 2 o más cables en un mismo borne no es permitida, figura 4, a

menos que el borne esté diseñado para dicha conexión. Se recomienda el uso de

terminales o punteras especialmente en conductores flexibles para su adecuada

conexión. En el caso de necesidad de conexión de varios cables, en un mismo

borne, es preferible utilizar un único terminal adecuado especialmente para

diversos conductores, siendo el máximo permitido de 2 cables en una única

puntera o terminal de cable. La misma regla rige para los bornes de interconexión.

Figura 4. Modo de conexión.

Fuente. http://www.tecnicsuport.com/index.php?pagina=http://www.tecnicsuport.com/elec/reglament/manualq/manual_normesq.htm

Todos los cables deben ir adecuadamente identificados mediante marcas

indelebles y fijas, norma IEC 60445, adecuada para el medio en el que se

encuentran. Dichas marcas deben coincidir exactamente con sus marcas

correspondientes, en los esquemas técnicos de los circuitos. Igualmente como en

las reglas de identificación de los esquemas, se seguirá la regla de identificación

equipotencial de conductores mediante un identificador único. Cada conductor o

grupo de conductores conectados equipotencialmente, deberá llevar un número

único igual en todo su recorrido y distinto de otras conexiones equipotenciales.

Físicamente, tal marca se pondrá en un lugar visible fijada al conductor y cerca de

todos, en cada uno de los extremos terminales o conexiones, figura 5. En un

mismo armario o grupo de armarios de automatismos no deberá existir bajo

ningún concepto dos marcas identificativas iguales en conductores que no estén

conectados al mismo potencial.

Figura 5. Identificación de Conductores.


La norma IEC 50757 indica los colores utilizados para demarcar los conductores

en los planos eléctricos y su implementación en la instalación. La tabla 1, indica el

código de colores para los conductores unifilares:

Tabla 1. Colores normalizados para los conductores.

Color Tipo de circuito

Azul claro Neutros de circuitos de potencia

Negro Conductores activos de circuitos de potencia en A.C. y C.C.

Rojo Circuitos de mando en corriente alterna.

Azul Circuitos de mando en corriente continua

Naranja Circuitos de enclavamiento de mando alimentados desde una

fuente externa de energía.

Amarillo/verde Conductores de protección (tierra)


Excepciones:

Multiconductores. En este caso deben ir obligatoriamente identificadas

mediante marcas en los cables u otros colores.

Dispositivos individuales con un cableado interno, que son adquiridos como

complementos.

Conductores, que por su naturaleza, no disponen de aislante superficial del

color normalizado. En este caso se deberá identificar claramente mediante

inscripciones indelebles.

Para el cableado de mando exterior hasta el interior de una envolvente (equipo

con un grado de protección), deberán utilizarse obligatoriamente bornes de

conexión o combinaciones, base-clavija adecuadas. Los bornes de interconexión

con elementos exteriores de la envolvente deberán separarse en grupos, según

sean circuitos de potencia, circuitos de mando u otros circuitos de mando

alimentados por fuentes externas (enclavamientos). Dichos grupos de bornes,

pueden ser adyacentes pero deberán estar perfectamente identificados para que

cada grupo sea de fácil reconocimiento óptico (se permiten el uso de barreras,

colores, tamaños diferentes y marcados específicos).

Las canales de cableado del interior de la envolvente, deben ser de material

aislante y se deben acceder preferiblemente desde la parte delantera del armario

para poder hacer modificaciones. En caso de no ser así, será necesario prever el

acceso al armario desde la parte posterior, mediante puertas o tapas accesibles.

Además se debe dejar un espacio libre para reserva del 20% del total de su

volumen.

Se prohíben los empalmes de cualquier tipo entre conductores dentro de las

canales, debiéndose disponer de bornes para estas conexiones, debidamente

colocadas fuera de las canales.

Cuando sea necesario derivar varios cables de un punto dado para su distribución,

se utilizarán colectores de barras, bornes puenteables o barras de distribución

diseñados para soportar los esfuerzos mecánicos y térmicos, de la intensidad de

cortocircuito máxima previsible en dicho punto y se dimensionarán en toda su

longitud para una intensidad nominal, como mínimo igual a la intensidad de corte

de la protección contra sobrecargas dispuesta inmediatamente aguas arriba. Los

colectores se deben disponer en grupos separados, cuando existan colectores de

mando y de potencia. Se prohíbe el uso común del mismo colector combinado

para funciones de protección (tierra) y funciones de neutro. El colector de tierras

debe ser perfectamente identificable y distinto de cualquier otro colector. Todos los

colectores de conductores activos deben estar protegidos mediante tapas o

cubiertas (aislantes o metálicas puestas a tierra).

En el caso de circuitos de potencia en los que no se puedan tapar dichos

colectores y estos queden al aire en el interior del armario y el acceso a ellos sea

fácil mediante operaciones normales de mantenimiento, será obligatorio instalar un

dispositivo en el interruptor general de energía, de forma que éste se manipule

directamente desde el exterior del armario y de forma que mientras esté

energizado, las puertas del armario estén bloqueadas en posición cerradas y que

sólo se puedan abrir cuando el interruptor general se encuentre en posición

abierto (desenergizado).

Para derivar con cables de sección menor desde un colector o distribuidor, se

utilizarán tramos de cable lo más cortos posible, ubicando la protección de

cabecera de la derivación lo más cerca posible del punto de distribución. Los

cables de derivación se dimensionarán para soportar como mínimo 1,5 veces la

intensidad máxima prevista para la protección magnetotérmica.

Las mallas o cubiertas de los cables apantallados, figura 6, se deben conectar

obligatoriamente a tierra.

Figura 6. Multiconductor apantallado.

Fuente. http://www.sumelnet.com/images/cable/manguera300_500.jpg

La tabla No 2, indica las secciones mínimas a utilizar en cableados de circuitos de

mando y de potencia en los conjuntos eléctricos dentro de las envolventes.

Tabla 2. Área de los conductores para los diferentes circuitos.

Aplicación Cables Unipolares mm2/AWG

Multiconductor mm2/AWG

Norma Estándar Norma Estándar

Circuitos de Potencia 0,821/18 1,31/16 0,821/18 1,31/16

Circuitos de Mando 0,205/24 0,821/18 0,205/24 0,821/18

Circuito de Control 0,205/24 0,32/22 0,205/24 0,32/22

Cable de datos -- -- 0,08/28 0,821/18


1.1.1 Cableado de señales analógicas. A la hora de cablear las señales

analógicas se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

Todas las señales analógicas se cablearán siempre con multiconductores

apantallados, con el número de hilos correspondientes según el tipo de

señal, poniendo la malla protectora en conexión a tierra por uno de sus

extremos, habitualmente el extremo más cercano al punto común de

puestas a tierra (la fuente), siempre y cuando no exista o transcurra cerca

del multiconductor, algún equipo generador de altas frecuencias (superiores

a 1 MHz), en cuyo caso hay que conectar la malla del multiconductor de la

señal analógica por ambos extremos. Se debe garantizar la continuidad de

la malla de protección en todo el recorrido del multiconductor. La forma de

conexión a tierra de la malla deberá ser preferiblemente mediante

abrazadera. Para el caso de señales analógicas sensibles (señales de

tensión 0-10 V, ±10 V, 0-5 V, ±5 V, etc.), es aconsejable utilizar

multiconductor de pares trenzados, figura 7. No es permitido dejar sin

aterrizar la pantalla de un cable, IEC 364. Como norma general se debe

mantener la equipotencialidad de la baja frecuencia y alta frecuencia para

no perder la compatibilidad electromagnética (C.E.M.), esto se logra si los

cables apantallados están conectados a masa (tierra) en los dos extremos.

Figura 7. Cableado de señal analógica.


No se deben utilizar conexiones de cables de señales analógicas en modo

común, figura 8, pues una señal útil o parasita se desplaza en modo diferencial

y también en modo común, figura 8. Cuando el equipo sensible está

alimentado por una fuente que alimenta varios equipos, las perturbaciones

causadas por los equipos de potencia (motores, hornos), son inyectadas por

los conductores de alimentación común. Esta disposición de cableado es un

gran problema para la C.E.M. ya que la trayectoria de propagación de las

perturbaciones es difícil de identificar. Corresponde realizar todas las

conexiones en modo diferencial para cumplir con los requerimientos de la

compatibilidad electromagnética (C.E.M.). IEC 1000-1-1, IEC 1000-3-5.

Figura 8. Conexión en modo diferencial y modo común.


En caso de tableros de automatismos con instalación exterior en zonas de

seguridad (NFPA 30 y 70), todas las señales analógicas de intensidad de 0/4-

20 mA, deberán ir obligatoriamente conectadas mediante bornes

acondicionadores de señal tipo DC/DC. Para el caso de señales analógicas de

tensión, se utilizarán bornes con fusible incorporado del calibre adecuado para

evitar cortocircuitos indeseados en el punto de medida.

En cualquier caso, en señales de intensidad de relación x/1A o x/5A que deban

salir fuera de un armario del equipo de medida, se utilizarán bornes del tipo

seccionales y cortocircuítables, especiales para este tipo de señales de

medida. Se recomienda su uso incluso aunque el equipo emisor y el receptor

de la señal estén situados dentro del mismo armario.

Figura 9. Bornera tipo cortocircuitable.

Fuente. http://www.phoenixcontact.es/productos/33013_33030.htm

1.1.2 Cableado de señales digitales. A la hora de cablear las señales digitales se debe tener en cuenta los siguientes puntos:

Las señales digitales que funcionen mediante trenes de pulsos de frecuencia

superior a 1 KHz, tendrán consideración de señales analógicas a la hora de

aplicar las reglas de cableado y por lo tanto se seguirán las reglas del numeral

anterior.

Para el cableado de señales digitales se puede utilizar indistintamente cables

unifilares o multiconductores, utilizando preferiblemente conductores de

0,519mm² (20 AWG) de sección mínima y 0,821 mm² (18 AWG) de sección

máxima para el caso de conductores unifilares y de 0,324mm² (22 AWG) de

sección mínima y 0,821 mm² (18 AWG) de sección máxima para el caso de

multiconductores. Todos los conductores unifilares se instalarán con cubierta

de color normalizado azul oscuro para circuitos de señales de corriente

continua y roja para circuitos de señales de corriente alterna, IEC 50757, ver

tabla 2.

Se evitará en la medida de lo posible el paralelismo y las zonas o canales de

paso común, entre cableados de señales y cableados de potencia

“Compatibilidad Electromagnética”.

Se estandariza como tensión de alimentación para circuitos de control, la

alimentación a 24 V en corriente continua.

1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL SEGÚN LA

TECNOLOGÍA.

Los relés de automatismo y los contactos auxiliares, son los componentes

principales de los equipos de lógica cableada. La lógica programable se basa

principalmente en el uso de los autómatas programables. Normalmente, los

contactos auxiliares están asociados a estos autómatas, especialmente en los

circuitos de parada de emergencia y de seguridad.

El Control de Mando se representa por un esquema que se puede construir por

dos alternativas: uno es el diseño manual “Lógica Cableada” y el segundo es el

diseño asistido por una computadora “Lógica Programable”, donde se utiliza el

algebra booleana que es el resultado de ecuaciones lógicas.

Cuadro 1. Clasificación tecnológica.

Fuente.

http://www.upseros.com/fotocopiadora/ficheros/Teoria%20de%20Automatas%20y%20Lenguajes%20Formales/tema1.pdf

El tratamiento de datos se basa en dos técnicas:

1.2.1 La lógica cableada. Los relés de automatismo junto con sus contactos

auxiliares y los dispositivos de control, son los componentes principales de la

lógica cableada.

Se caracteriza por:

La utilización de módulos con relés, relés térmicos, conductores, etc.

El conjunto o sistema es de gran complejidad y volumen.

Figura 10. Lógica cableada.

Fuente. http://www.imgingenieria.com/8.jpg

El funcionamiento de estos dispositivos está definido por un esquema

desarrollado.

La lógica cableada en cuanto a su flexibilidad es baja, mientras que sus

conexiones y cableado exterior son diversos, su mantenimiento es difícil junto con

su estructuración en bloques independientes.

La lógica cableada es una técnica de conexionado de equipos de automatismo, en

la que el procesamiento de datos se efectúa por medio de contactos auxiliares o

relés de automatismo. Además estos dispositivos realizan otras funciones, como:

La selección de los circuitos.

La multiplicación de los contactos auxiliares, interruptores de posición o

finales de carrera, interruptores de nivel, etc.

La interfase para amplificar señales de control demasiado débiles, para

suministrar energía a los aparatos de elevado consumo.

Los contactos auxiliares y los relés de automatismo también se utilizan de manera

conjunta con autómatas programables (PLC). En este caso, los contactos

auxiliares deben garantizar la fiabilidad de la conmutación de corrientes débiles.

Están expuestos en ambientes frecuentemente agresivos (polvo, humedad,

corrosión, cambios de temperatura, etc.).

El montaje de la lógica cableada se realiza en gabinetes o armarios, que poseen

insertos unos rieles muertos denominados racks, figura 11, ubicando

verticalmente, los dispositivos eléctricos tales como relés, fuentes de alimentación,

dispositivos de potencia como los contactores, y dispositivos de protección como

los porta fusibles o interruptores termomagnéticos, figura 12.

Figura 11. Tipos de rieles.

Fuente. http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_cableada

Figura 12. Interruptores termomagnéticos.

Fuente. http://www.yoreparo.com/foros/files/tipos_de_termomagn_ticas.jpg

Los cables de mando que salen desde el armario donde se encuentra la lógica

cableada, a la Planta, son cables rígidos debido al fleje1 de protección mecánica

y/o una pantalla de cobre o aluminio que es aterrizada en ambos extremos, según

el caso, de acuerdo a la norma IEC 1000-3, para la Compatibilidad

Electromagnética. Para la realización del cableado a los bornes de los relés de la

lógica cableada, se utilizan las borneras de frontera, figura 13, donde llegan los

cables armados desde la Planta y salen hacia al interior del gabinete cables

monopolares y flexibles, y cables de mando o de potencia. El paso de los cables al

entrar al gabinete, se realiza por los llamados pasacables o prensaestopas, que

protegen al gabinete del polvo, humedad y la entrada de insectos.

Figura 13. Bornera de frontera.

Fuente. http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_cableada

Para las operaciones electromecánicas, la lógica cableada es la realización de

pequeños a complejos automatismos, empleando relés cableados.

La lógica cableada en la industria consiste en la construcción de automatismos,

con la conexión de contactos auxiliares, relés electromecánicos, contactores de

potencia, relés temporizados, diodos, relés de protección, válvulas oleohidráulicas

y neumáticas, entre otros componentes.

El cableado cumple funciones de mando y control, señalización, protección y

potencia. La potencia además de circuitos eléctricos también tiene los neumáticos

(mando por aire a presión), u oleohidráulicos (mando por presión de aceite), que

conforman circuitos rígidos, que realizan tareas de forma secuencial, sin cambiar

1 Diccionario de la Real Academia Española. Diccionario [en línea]

http://buscon.rae.es/draeI/[citado en 2 de septiembre de 2009].

http://buscon.rae.es/draeI/

las condiciones de las variables y sus parámetros. Lo anterior condiciona la

necesidad de realizar otro diseño, si se quiere modificar alguna condición o

variable inicial.

La lógica cableada se emplea en lugares pequeños y también en lugares críticos,

donde exista riesgo para las personas y las máquinas, y no pueden depender de

la falla de un programa de computación. En los sistemas donde se debe tener

máxima seguridad, debe prevalecer la lógica cableada sobre una lógica

programada, a no ser que en un caso contrario lo determine una matriz de

riesgos.

A través de la conexión de los contactos de los diferentes elementos involucrados,

se ejecutan secuencias de activación, desactivación y temporizaciones de los

diferentes elementos, que permiten realizar el manejo de la maquinaria

(contactores, válvulas, pistones, calefactores, motores, etc.). El funcionamiento de

los equipos de Lógica Cableada se define mediante el esquema de cableado. El

uso de relés auxiliares hace posible incrementar la cantidad de contactos

disponibles para realizar la lógica, lo cual habitualmente es necesario, además de

servir de interfaz al manejar diferentes niveles de voltaje (24 V D.C. o 120 a 220 V

A.C.). Las temporizaciones también son utilizadas, por lo cual uno o más

temporizadores son comúnmente encontrados en estos sistemas.

1.2.1.1 Circuitos de mando. Son circuitos que permiten controlar los circuitos de

potencia.

Para alimentar los circuitos de mando de los conjuntos que dispongan de más de

un arrancador de motor y/o más de dos dispositivos de mando (relés,

temporizadores, etc.), deben utilizarse obligatoriamente transformadores

separadores (con bobinados separados, por lo que no sirven los

autotransformadores). Cuando se utilicen varios transformadores se recomienda

que sus bobinados estén conectados de tal forma que las tensiones secundarias

estén en fase.

Generalmente para los circuitos de mando se usa la alimentación de 120, 220 V

A.C., por los inconvenientes de las pequeñas tensiones, que tienen como

consecuencia, elevados amperajes, caídas de tensión, mayor sección de los

conductores, menor fiabilidad, mayor desgaste de los contactos, etc. El empleo de

pequeñas tensiones debe limitarse a casos indispensables de mando y al uso en

circuitos de control (circuitos electrónicos de bajo consumo como es el caso de

autómatas programables, etc.), en los cuales se ha estandarizado una tensión de

24 V en corriente continua.

El control de mando procesa la información procedente de los dispositivos de

control, de las interfaces de comunicación y de las posibles unidades de

tratamiento adicional, que la utiliza para pilotear y controlar el desarrollo del

proceso.

Los transformadores para alimentar circuitos de Mando se protegerán a la entrada

mediante protección contra sobrecargas y cortocircuitos con disyuntores ajustados

a la intensidad y características del transformador. La protección del secundario

del transformador se puede realizar únicamente mediante protección contra

cortocircuitos y las fases, figura 14.

Figura 14. Proteccion del secundario del transformador.


Es obligatorio el uso de un sistema de seguridad en los circuitos secundarios de

mando, para evitar conexiones o desconexiones involuntarias de las máquinas,

ante la aparición de derivaciones a tierra en puntos distintos del circuito. Los dos

posibles sistemas de seguridad son:

Puesta a tierra de una fase del secundario del transformador.

La utilización de un equipo de control de aislamiento. “sensor de calor”.

La puesta a tierra de una de las fases del secundario del transformador es la

opción más económica. Mediante la puesta a tierra de una de las fases, una

derivación en cualquier punto del circuito provocará la actuación de la protección

contra cortocircuitos de cabecera. En caso de no conectar a tierra una de las fases

del secundario, será obligatorio el uso de equipos de control de aislamiento, que

indiquen la falla cuando se produzca un defecto, e interrumpan el funcionamiento

de los equipos cuando exista peligro para las máquinas o personas, figura 15.

Figura 15. Sistema de seguridad en los circuitos de mando.


Los circuitos de mando deben tener siempre un lado conectado a tierra (punto

neutro común), conectado igualmente a todas las bobinas y receptores del circuito

de Mando, no permitiéndose alguna interrupción de este circuito, figura 16.

Figura 16. Conectando las bobinas y receptores a tierra.

Fuente.

http://www.tecnicsuport.com/index.php?pagina=http://www.tecnicsuport.com/elec/r

eglament/manualq/manual_normesq.htm

Deben diseñarse los circuitos de maniobra, de tal forma que sea imposible el

accionamiento o puesta en marcha imprevista de una máquina, debido a la ruptura

de un cable de los circuitos de puesta en marcha, así como el caso contrario, se

debe garantizar la parada en condiciones de seguridad de la máquina (siempre

que esto no suponga un peligro mayor para la seguridad que su funcionamiento),

en caso de ruptura de los cables del circuito de parada. Se deben garantizar los

enclavamientos necesarios para que no se pierdan las condiciones de seguridad

en la máquina, tanto en las paradas como en los arranques y funcionamiento

normal, tabla 3.

Tabla 3. Condiciones de seguridad en maquinas.


1.2.1.1.1 Tipos de sistemas de control de mando. Se clasifican según el tipo de

señales que intervienen en el control de la Planta de proceso:

Sistemas de Control Analógicos: señales (0 a 10 V, 4 a 20 mA, etc.),

proporcionales a unas determinadas magnitudes físicas (presión,

temperatura, velocidad, etc.).

Sistemas de Control Digital: señales binarias (todo o nada), sólo pueden

representar dos estados o niveles, que son uno o cero.

Sistemas de Control Híbridos analógicos-digitales: Autómatas

programables.

Señales digitales de entrada y salida.

Señales analógicas de entrada previamente convertida análogo-digital

(A/D).

Señales analógicas de salida previamente convertida digital- análogo (D/A).

1.2.1.2 Circuitos de potencia. Está conformado por las líneas de alimentación de

la red eléctrica, con elementos de protección para las personas y los equipos

eléctricos. De ahí se parte para hacer la transformación de potencia y alimentar los

circuitos eléctricos que controlan un proceso industrial.

Para la identificación de los conductores se utilizarán los colores especificados en

la norma IEC 50757, tabla 1.

La sección mínima de los conductores de circuitos de potencia, según norma

UNE-EN60204-1 13.6 es de 0,821 mm² (18 AWG) sin embargo se ha

estandarizado el uso mínimo de 1,31 mm² (16 AWG), ver la tabla 2.

1.2.2 La lógica programable. Controlador Lógico Programable o Autómata

Programable; a toda máquina electrónica, diseñada para controlar en tiempo real

en procesos industriales. Su manejo y programación puede ser realizada por

personal eléctrico o electrónico sin conocimientos informáticos. Realiza funciones

lógicas: series, paralelos, temporizaciones, cálculos, regulaciones, etc. Se define

como caja negra en la que tiene terminales: entrada a los que se conectarán

pulsadores, interruptores de control, fotocélulas, detectores y de salida a los que

se conectarán bobinas de contactores, electro válvulas, lámparas, así la activación

de las salidas está en función de las señales de entrada.

Los elementos tradicionales, como relés auxiliares, relés de enclavamiento,

temporizadores, contadores, etc. son internos. La tarea del usuario se reduce a

realizar el “programa”, que es la función de las señales de entrada que se tienen

que cumplir para activar cada salida.

Se caracteriza por:

Está gobernada por un ordenador.

Su funcionamiento depende de un programa.

Su estructura (se fundamenta en la electrónica digital), lo compone:

o Dispositivo de alimentación.

o Tarjetas de entrada y salida.

o Procesador o cerebro.

o Tarjeta de memoria.

Figura 17. Lógica programable.

Fuente. http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mv?xid=32&rank=1.

Utiliza unidades electrónicas para el tratamiento de datos. El funcionamiento de

este tipo de equipos no está definido por un esquema, como en el caso de la

lógica cableada, sino por un programa cargado en la memoria de la unidad de

tratamiento.

Un autómata programable es una máquina electrónica, especializada en la

supervisión y el control en tiempo real e procesos industriales.

A partir de los años 50 se utilizaron los semiconductores y los primeros circuitos

integrados, estos sustituyeron algunas funciones realizadas por los relés. Debido a

esto se obtuvieron sistemas de menor tamaño y con menor desgaste, reduciendo

el problema de la inflexibilidad y permitiendo el almacenamiento de datos.

La industria de los años 60, demandaba sistemas económicos, flexibles, robustos

y fácilmente modificables, debido a esto nacieron los primeros autómatas

programables “API‟s (Autómata Programable Industrial) o PLC‟s (Controlador

Lógico Programable)”.

Los primeros PLC‟s presentaron una memoria y una unidad central, constituida por

circuitos integrados. A principios de los años 70, los PLCs incorporan el

MICROPROCESADOR (circuito constituido por millares de transistores integrados

en un chip, que realiza alguna determinada función de la programación digital).

Estos obtuvieron más velocidad de respuesta, reducción de las dimensiones,

mayor número de señales de entradas/salidas, utilizando diferentes tipos de

lenguaje de programación como: lenguaje de Contactos, lenguaje de las funciones

lógicas, lista de instrucciones basados en nemotécnicos, flujogramas y lenguajes

informáticos “Grafcet”.

En la actualidad, existen numerosos modelos de autómatas programables: desde

los nanoautómatas, que se adaptan a las máquinas e instalaciones simples, con

un número reducido de puertos de entrada/salida, hasta los autómatas

multifunción, capaces de gestionar varios puertos de entrada/salida y dedicados a

supervisar procesos complejos.

Actualmente la tecnología se ha enfocado a mejorar el campo de la

microelectrónica hasta llegar a la nanoelectrónica, diseñando microautómatas,

nano autómatas y autómatas multifunción.

Microautómatas. Dispositivos compactos que tienen los mismos

componentes básicos de un autómata programable (PLC): alimentación,

bus, procesador, memoria, entradas/salidas. Como característica se fija el

número de entradas y salidas.

Estos dispositivos pueden programarse en los lenguajes booleano, grafcet y

de contactos.

Figura 18. Microautómatas TSX 1 Telemecanique.

Fuente. http://www.sebyc.com/descargas/telesquemario/ManualElecTeleme.pdf

Nanoautómatas. Es una derivación de los microautómatas, estos hicieron su aparición a principios de los años 90. Como características sobresalen: su elevada velocidad de procesamiento, sus dimensiones reducidas, su bajo costo, su facilidad de adaptación en aplicaciones pequeñas y la expansión de entradas y salidas (hasta un máximo de 48). La programación se realiza en lenguajes list (Lista de Instrucciones) y lenguaje de contactos.

Figura 19. Nanoautómatas TSX 07 Telemecanique.


Autómatas multifunción. Su diseño está orientado a modificar factores en

un proceso para obtener distintos resultados. Un elemento principal de este

dispositivo es el rack, que tiene módulos de alimentación y de procesador.

El rack puede alojar diversos aditivos (agrupar dos piezas o sistemas, de

manera que su funcionamiento combinado produzca el resultado

conveniente): aditivos de entrada/salida, aditivos inteligentes, aditivos de

comunicación y aditivos de red.

Pueden programarse en los lenguajes grafcet, de contactos y literal.

Figura 20. Aditivos de entradas/salidas TON.


1.2.2.1 Principio de funcionamiento de un PLC. El funcionamiento es de tipo

secuencial y cíclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y se van

repitiendo continuamente. La figura 21 muestra el diagrama de flujo la secuencia

que ejecuta el autómata.

Figura 21. Diagrama de flujo de un PLC.

Fuente. http://www.herrera.unt.edu.ar/eiipc/material/apuntes/Automatas%20Programables.pdf

1.2.2.2 Alimentación para un PLC. Distribuye las tensiones internas a los

módulos del autómata a partir de una red de 110 o 220 V en corriente alterna o de

una fuente de 24 o 48 V en corriente continua.

Dispone de dispositivos de detección de caídas o cortes de la tensión de la red y

verifica las tensiones internas. En caso de fallas, dichos dispositivos pueden

ejecutar un procedimiento prioritario de seguridad.

1.2.2.3 Estructura básica de un PLC. La estructura básica de un autómata

programable está basada en tres elementos funcionales principales: procesador,

memoria y entradas y salidas.

El enlace eléctrico de estos elementos se realiza por medio de un bus, que

consiste en llevar las tensiones necesarias para el funcionamiento del conjunto.

Figura 22. Estructura básica de un autómata programable.


Figura 23. Estructura detallada de un PLC.

Fuente. http://www.disa.bi.ehu.es/spanish/asignaturas/17209/Practica_01.pdf

1.2.2.3.1 Procesador. Unidad central (UC), consiste en analizar las instrucciones

que constituyen el programa de funcionamiento de la aplicación. Adicionalmente,

la UC realiza las siguientes funciones:

Gestión de entradas/salidas.

Control y diagnóstico del autómata mediante una serie de pruebas que se

ejecutan en el momento del encendido o cíclicamente, durante el

funcionamiento del sistema.

Diálogo con el terminal de programación, tanto durante las fases de

escritura y depuración del programa, como durante su explotación, para

realizar tareas de verificación y ajuste de datos.

1.2.2.3.2 Memoria de usuario. Permite almacenar las instrucciones que

conforman el programa de funcionamiento del automatismo y los datos, que

pueden ser de los siguientes tipos:

Información que puede variar durante la ejecución de la aplicación. Estos

datos son las variables internas. Por ejemplo, resultados de cálculos

realizados por el procesador que se guardan para su uso posterior.

Información que no varía durante la ejecución pero que el usuario puede

modificar: textos que se muestran, valores de preselección, etc.

Memorias de estado de las entradas/salidas, actualizadas por el procesador

en cada turno de compilación del programa.

Los autómatas programables utilizan dos tipos de memoria:

1.2.2.3.2.1 Memoria RAM (Random Access Memory: Memoria de Acceso

Aleatorio). El contenido de este tipo de memoria puede leerse y modificarse en

cualquier momento, pero se pierde en caso de falta de tensión (memoria volátil).

1.2.2.3.2.2 Memoria EPROM, REPROM y EEPROM. Memorias para ser leídas

únicamente. Permiten ser programables una sola vez. Ante una falta de energía

mantienen su contenido. Su escritura requiere el borrado total previo por medio de

un procedimiento especial externo al autómata, por ejemplo rayos ultravioletas.

1.2.2.3.3 Entradas y salidas. Es un puente eléctrico entre el procesador y el

proceso. Estas cumplen una doble función básica:

Función de interfaz para recibir y tratar señales procedentes del exterior

(pulsadores, detectores, etc.) y para emitir señales hacia el exterior (control

de preaccionadores, pilotos de señalización, etc.).

Función de comunicación para el intercambio de señales con la unidad

central por medio de un bus de entradas/ salidas.

1.2.2.3.3.1 Unidades de entrada. Son los dispositivos básicos por donde llega la

información de los sensores de proceso:

Analógicas. Se usan cuando la entrada corresponde a una medida de

temperatura, presión, etc. En su interior tienen un dispositivo que convierte

la señal analógica a digital (conversor A/D). Son fabricados en distintos

rangos de tensión e intensidad, por ejemplo 0 a 10 V, 0 a +- 10 V, 4 a 20

mA, etc.

Digitales. Corresponde a señales discretas (0 ó 1), es decir la existencia o

no de una tensión, por ejemplo de fines de carrera (o interruptores de

posición, que detectan la llegada de un contacto móvil a una determinada

posición, al final envía una señal eléctrica), termostatos, pulsadores, etc.

Esta tensión puede ser alterna (0-220 V, 0-110 V) o continua (generalmente

0-24 V).

1.2.2.3.3.2 Unidades de salida. Son dispositivos que energizan a los actuadores.

Son analógicas o digitales.

Analógicas. Se usan cuando las variables son continuas, por ejemplo una

válvula modulante, un variador de velocidad, etc. En su dispositivo interno

que convierte la señal digital a analógica, un conversor D/A.

Digitales. Son de tres tipos. Con señal de salida a triac, a relé o a transistor.

En el primer caso es exclusivamente para corriente alterna. En el segundo

pueden ser para continua o alterna. En el caso de salida a transistor es

exclusivamente para continua. Están diseñados para corrientes entre 0,5 y

2 A.

1.2.2.4 El Bus. Consiste en un conjunto de conductores que enlazan entre sí los

distintos elementos del autómata.

Se organiza en varios subconjuntos que gestionan distintos tipos de tráfico:

Bus de datos para las señales de entrada/salida.

Bus de direcciones de las entradas/salidas, bus de control para las señales

de servicio, por ejemplo, los topes de sincronización, el sentido de los

intercambios, el control de validez de los intercambios, etc.

Bus de distribución de las tensiones generadas por el bloque de

alimentación.

1.2.2.5 Formato de una instrucción para un PLC. Una instrucción es una orden

que debe ejecutar el procesador del autómata. El cual debe indicar al procesador

“lo que debe hacer” y “con qué debe hacerlo”. Para ello, toda instrucción consta de

dos partes:

Un código de operación que indica el tipo de tratamiento: asignar el valor 1

a un bit, incrementar el contenido de una palabra, etc.

Un operando que indica el tipo de objeto, bit o palabra, al que se refiere la

instrucción y su dirección en la memoria de datos.

1.2.2.6 Tratamiento de una instrucción para un PLC. Un programa se compone

de una serie de instrucciones. Una vez identificado el código de operación y

situado el operando en la memoria de datos, el procesador ejecuta la instrucción

en función del microsoftware programado en la memoria de control.

El microsoftware contiene todos los programas de tratamiento del conjunto de

instrucciones situadas en la memoria del procesador. El resultado de la instrucción

puede utilizarse para actualizar el operando de manera automática o almacenarse

en memoria para su uso posterior.

Una vez finalizado el tratamiento de una instrucción, el procesador pasa

automáticamente a la siguiente. El tiempo de tratamiento varía en función de la

instrucción y del modelo de autómata.

1.2.2.7 Lenguajes de programación para un PLC. Los Lenguajes de

programación permiten introducir en un autómata todos los datos necesarios para

gobernar y controlar una máquina o un proceso. Está constituido por instrucciones,

gobernadas por reglas de sintaxis precisas que definen la forma de escribir, de

leer y de modificar un programa.

Existen varios lenguajes disponibles: List, grafcet, de contactos y literal. Es posible

combinarlos en una misma aplicación para encontrar la mejor solución a un

problema. Norma Internacional IEC1131.

1.2.2.7.1 El Lenguaje List. El lenguaje “Lista de Instrucciones” se basa en las

reglas del álgebra de Boole. Utiliza instrucciones que realizan operaciones o

funciones lógicas simples, tales como Y lógico, O lógico, O exclusiva, etc., y

funciones preprogramables (temporizadores, contadores, paso a paso, registros).

Permite la transcripción directa en forma de Lista de Instrucciones: de un esquema

de contactos, de un logigrama y de una secuencia de ecuaciones booleanas.

1.2.2.7.2 El Lenguaje Grafcet. Permite representar de manera gráfica y

estructurada el funcionamiento de un automatismo secuencial. Proviene de un

método de análisis basado en el conocimiento de etapas y transiciones unidas

mediante conexiones dirigidas.

Etapa. Caracteriza una parte de control de mando con un comportamiento

estable. Puede estar activa o inactiva. Las acciones asociadas a las etapas

pueden estar condicionadas o no. Sólo se ejecutan las acciones asociadas

a la etapa activa.

Transición. Indica la posibilidad del paso de una etapa a la siguiente. Su

receptividad asociada es una expresión lógica que agrupa las condiciones

(estados de captadores, órdenes de marcha, etc.) necesarias para que

evolucione el estado de la parte de Mando en un momento dado.

Sólo es posible superar una transición si se cumplen dos condiciones:

La etapa inmediatamente precedente está activa.

La receptividad asociada es verdadera.

La superación provoca la desactivación de la etapa inmediatamente precedente y

la activación de la etapa inmediatamente siguiente.

1.2.2.7.2.1 Grafcet de nivel 1. Es un Grafcet funcional que describe el

funcionamiento de la instalación sin tener en cuenta la tecnología de los equipos

empleados. Constituye una herramienta descriptiva para un pliego de condiciones,

en el que tanto las acciones como las receptividades se expresan de forma

literaria, en un lenguaje común a todos los participantes. Permite definir

claramente la secuencia cronológica de las acciones, las condiciones de

regulación y de seguridad que hacen posible el funcionamiento deseado.

1.2.2.7.2.2 Grafcet de nivel 2. También llamado Grafcet operativo, procede

directamente del anterior. Tiene en cuenta las particularidades tecnológicas de los

equipos (naturaleza y características de los captadores, accionadores, etc.). Las

variables del autómata (entradas/salidas, etapas de contadores, resultados de

cálculos, etc.) intervienen en la descripción de las acciones y de las

receptividades.

1.2.2.7.2.3 Programación en lenguaje Grafcet. Grafcet se limita a garantizar el

encadenamiento secuencial de las operaciones. Para describir las condiciones

asociadas a las acciones y las receptividades asociadas a las transiciones, es

necesario recurrir a otro tipo de lenguaje que se adapte a los tratamientos

combinatorios: el Lenguaje de Contactos o el Lenguaje Literal.

Figura 24. Lenguaje grafcet.

Fuente http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Secuencial_GRAFCET.PNG

1.2.2.7.3 Lenguaje de Contactos. Denominado también como Ladder Diagram,

es totalmente gráfico y se adapta al tratamiento lógico simple de tipo combinatorio.

Utiliza símbolos gráficos de bobinas y de contactos de apertura y cierre. De este

modo, un programa escrito en Lenguaje de Contactos no es una Lista de

Instrucciones.

Es posible insertar en las redes de contactos bloques de funciones de

temporizadores, contadores, registros, etc., y bloques de operaciones lógicas y

aritméticas preprogramados, figura 25.

Figura 25. Lenguaje de contactos.

Fuente http://www.sebyc.com/descargas/telesquemario/ManualElecTeleme.pdf

1.2.2.7.4 Lenguaje Literal. Es un lenguaje evolucionado que ofrece al usuario

amplias posibilidades: programación de funciones simples, tales como

comprobaciones o acciones sobre bits, palabras y bloques de función, y

programación de funciones más complejas, tales como operaciones lógicas o

aritméticas, manipulación de tablas de datos, etc.

El elemento básico de la programación es la frase literal, que puede ser de tres

tipos:

Frase de acción para actuar directamente sobre objetos bit o palabra y

realizar una acción o serie de acciones.

Frase condicional en la que las acciones dependen del resultado de una o

varias comprobaciones (IF…, THEN…, ELSE…).

Frase iterativa en la que las acciones están condicionadas al resultado de

una comprobación y se ejecutan mientras ésta sea verdadera (WHILE…,

DO…).

Figura 26. Lógicas usadas para el control


La gran difusión de los relés inteligentes, dada su simplicidad de programación e

instalación que redunda en menores tiempos de implementación y costos, han

permitido aumentar el grado de control en todo tipo de maquinarias en la industria,

en instalaciones eléctricas (control de iluminación, calefacción), control de

temperatura en invernaderos, así como en sistemas de control de sistemas

cotidianos, tales como escaleras mecánicas, portones automáticos, dispensadores

de bebidas, letreros publicitarios, etc.

Estos equipos están destinados a seguir incrementando su participación en los

diversos ámbitos de nuestras vidas, gracias al aumento de sus capacidades, como

al incremento de nuestras necesidades de confort del ambiente que nos rodea.

Figura 27. Aplicaciones de la lógica programable.


1.3 COMPARACIÓN DE LAS DOS LÓGICAS.

En las opciones de diseño de un automatismo se tiene la opción de: lógica

cableada y lógica programable. En la siguiente tabla muestra las principales

características de cada una de las lógicas.

Cuadro 2. Comparación de la lógica cableada y la lógica programable

Característica Lógica Cableada Lógica Programable

Flexibilidad Baja Alta

Posibilidad de ampliación Baja Alta

Conexiones y cableado exterior

Muchas Pocas

Tiempo de desarrollo del sistema

Mucho Poco

Mantenimiento Difícil Fácil

Herramientas de simulación

No Si

Coste para pequeñas series

Alto Bajo

Estructuración en bloques independientes. (División)

Difícil Fácil

2. DISPOSITIVOS DE CONTROL

Para la operación de los equipos eléctricos utilizados en los procesos industriales

se requiere una serie de aparatos para el control y su operación inequívoca. Estos

están catalogados como: dispositivos de mando, manipulados directamente por el

operario y los dispositivos auxiliares de mando, caracterizados por actuar bajo

señales físicas (corriente, tensión, presión, temperatura, nivel, iluminación, tiempo,

etc.).

Deberán tomarse las precauciones necesarias para que las fluctuaciones de

tensión, fallas en baterías, microcortes u oscilaciones de tensión, no puedan de

ningún modo afectar a las condiciones de seguridad para las máquinas y para las

personas. Todos los dispositivos de control, se deberán situar de modo que

puedan identificarse sin mover dichos elementos ni su cableado. Deberán estar

montados de tal forma que se facilite su funcionamiento y mantenimiento, desde la

parte frontal del tablero de mando.

2.1 ERGONOMÍA.

La función “ergonomía” dispone de un amplio conjunto de interfaces. De este

modo, ofrece soluciones que se adaptan perfectamente a cualquier nivel de

diálogo para controlar y vigilar de manera óptima todo tipo de equipos.

Figura 28. Interfaces de ergonomía.


El operario desempeña un papel importante, debido que hay un dialogo hombre-

máquina. Debe ejecutar acciones que condicionan el buen funcionamiento de las

máquinas y las instalaciones, sin comprometer la seguridad ni la falla de los

equipos. Por lo tanto, es indispensable que la calidad del diseño y de la función de

diálogo, garantice al operador la posibilidad de actuar con seguridad en todo

momento.

2.1.1 Circulación del diálogo hombre-máquina. El diálogo hombre-máquina

circula en dos vías (ergonomía), de la siguiente manera, figura 29:

Máquina → Hombre.

Hombre → Máquina.

Figura 29. Circulación de la información.


En la circulación, son independientes y están ligados al mismo tiempo:

2.1.1.1 Independientes. Presenta distintos niveles de información. El diseñador

del automatismo define estos niveles con base a las necesidades del proceso y a

los deseos del usuario: por ejemplo, señales “Todo o Nada” del operador hacia la

máquina, mensajes alfanuméricos o sinópticos animados (mímicos), de la

máquina hacia el operador.

2.1.1.2 Ligados. La intervención del operador sobre un interfaz de control, se

traduce a nivel del automatismo, por una acción bien definida y por la emisión de

una información que depende de la buena ejecución de la acción. La intervención

del operador puede ser voluntaria (parada de producción, modificación de datos,

etc.), o consecuente de un mensaje emitido por la máquina (alarma, fin de ciclo).

2.1.2 Papel del operador. Agrupa todas las funciones para controlar y vigilar el

funcionamiento de una máquina o instalación.

Dependiendo de las necesidades y de la complejidad del proceso, el operador

puede realizar:

2.1.2.1 Tareas que corresponden al desarrollo normal del proceso:

Ordenar la puesta en marcha o la parada. Ambas fases pueden constar de

procedimientos de arranque o de parada realizados por el automatismo o

por el operador, en modo manual o semiautomático.

Realizar los controles y los ajustes necesarios para el desarrollo normal del

proceso y vigilarlo.

2.1.2.2 Tareas derivadas de los sucesos imprevistos:

Percatar una situación anormal y tomar las medidas correctivas, para

impedir que la situación llegue a agravar las alteraciones (por ejemplo, en

caso de prealarma de sobrecarga de un motor, restablecer las condiciones

normales de carga antes de la activación del relé de protección, el de

sobrecarga).

Enfrentar a una falla del sistema, deteniendo la producción o restableciendo

la producción mediante la sustitución total o parcial de los mandos

automáticos por mandos manuales.

Garantizar la seguridad de las personas y del material mediante el uso de

los dispositivos de seguridad en caso de necesidad.

La realización de todas estas tareas muestra la importancia del papel del

operador. Él puede verse ante la necesidad de tomar decisiones y de llevar a cabo

acciones que se salen de la actuación en condiciones normales y que influyen

directamente en la seguridad y la disponibilidad de las instalaciones. Por lo tanto,

el sistema de diálogo no debe ser un simple medio para el intercambio de

información entre el hombre y la máquina. Debe ir más allá de un protocolo

establecido condicionado al operador para tomar decisiones rápidas y seguras, en

alteraciones críticas.

Como conclusión especifica, el diseño debe facilitar la tarea del operador y

permitirle actuar con total seguridad en todo tipo de situaciones.

2.1.3 Calidad del diseño del dialogo. Es posible medir la calidad de diseño del

diálogo operador, por la facilidad con la que el usuario puede percibir y

comprender los sucesos y la eficacia con la que puede reaccionar ante ellos.

2.1.3.1 Percibir. Generalmente, todo cambio en las condiciones de

funcionamiento de una máquina, se traduce por la modificación o la aparición de

un dato en un piloto, un visualizador o una pantalla. Primordialmente, el operador

debe percibir el suceso en cualquier condición ambiental. Pueden utilizarse

distintos medios para llamar su atención: parpadeo de la información, cambio de

color, señal sonora, protección contra reflejos, etc.

2.1.3.2. Comprender. Para evitar cualquier riesgo de acciones impertinentes para

la seguridad, la información que percibe el operador debe ser suficientemente

clara y precisa, de manera que sea posible comprenderla y actuar

inmediatamente.

La ergonomía de lectura de los dispositivos desempeña un papel tan importante

como el del diseño de la función:

Para los pilotos luminosos: tener el color indicado por la norma EN 60204-1,

cadencias de parpadeo lento y rápido claramente diferenciadas.

Para un visualizador: textos precisos en el idioma que conoce el operario,

distancia apropiada para la óptima lectura y la visualización del texto.

Para una pantalla: uso de símbolos normalizados, ampliación que muestre

detalladamente la zona a la que hace referencia el mensaje.

2.1.3.3 Reaccionar. Según el contenido del mensaje transmitido por la máquina,

el operador está obligado a intervenir rápidamente accionando los pulsadores o

utilizando el teclado. Esta acción se facilita mediante:

Un referenciado claro que permita identificar fácilmente los pulsadores y las

teclas, por ejemplo mediante el uso de símbolos normalizados, norma IEC

60947-5, para marcar los pulsadores.

Paradas de emergencia norma EN 418-ISO 13850.

2.2 DISPOSITIVOS DE MANDO

En cada caso los dispositivos adecuados de los circuitos de Mando, deben

garantizar la seguridad de las personas en el funcionamiento normal de las

máquinas (mandos a dos manos, mandos mantenidos, pedales, protectores, etc.),

así como las protecciones y enclavamientos necesarios (puertas bloqueables,

barreras física, etc.). Para los mandos inalámbricos se garantizará que no exista la

posibilidad de que otros mandos distintos puedan interferir en las funciones de los

primeros. En caso de existir varios puestos de operador, se organiza internamente

para que solo uno de los puestos de operador sea el encargado de manejar el

proceso en general a excepción de las órdenes de parada de emergencia que

será para todos los puestos, cuando las condiciones de seguridad así lo exijan.

2.2.1 Permanentes. La diferencia ante los demás dispositivos, se encuentra en

una posición determinada hasta que no se actué sobre ellos.

Estos simplifican los esquemas de mando y los circuitos. En su posición cerrada

mantienen energizados a los dispositivos que alimentan. Los modelos que se

tienen son: interruptores, conmutadores, selectores, pulsador de llave, etc.

2.2.1.1 Conmutador de levas. Los conmutadores de levas (piezas mecánicas

sujetas a un eje con una forma especial, definida por la aplicación), pueden

constar de un máximo de 16 posiciones y 20 contactos. Los esquemas son

predefinidos o realizados bajo pedido con distintos modos de acción de los

contactos:

Cerrados sobre una o varias posiciones.

Con o sin interrupción entre dos posiciones.

Los conmutadores pueden utilizarse:

En circuitos de Mando, como conmutadores de voltímetro o de

amperímetro, selectores de circuitos, de modos de funcionamiento, etc.

En circuitos de Potencia, para el control de motores monofásicos o

trifásicos (directo de 1 o 2 sentidos de marcha, estrella-triángulo de 1 o 2

sentidos, 2 velocidades de devanados separados o acoplamiento de polos).

Figura 30. Conmutadores de levas K1 de Telemecanique.


2.2.1.2 Selectores. Se utilizan principalmente para controlar desplazamientos

sobre uno o dos ejes por medio de contactores, por ejemplo, los movimientos de

traslación/dirección o de subida/bajada de los pequeños dispositivos de elevación.

Normalmente, constan de 2 a 8 direcciones, con 1 o 2 contactos por dirección, con

o sin retorno a cero.

Figura 31. Selectores XD2 de Telemecanique.


2.2.2 Instantáneos. Recuperan la posición de reposo una vez que ha cesado la

fuerza que se ejerció sobre ellos.

Los modelos que se tiene son: pulsadores, finales de carrera, cajas de pulsadores

colgantes, pedales y paradas de emergencia.

2.2.2.1 Pulsadores. Los pulsadores normalmente abierto NA y normalmente

cerrado NC, se utilizan para la puesta en marcha y la parada respectivamente.

Como el pulsador es momentáneo para la continuación de la puesta en marcha,

se debe hacer uso de los contactos auxiliares de los contactores energizados por

el pulsador. Este procedimiento se denomina función memoria.

Tabla 4. Marcado funcional para los pulsadores

ARRANQUE

Puesta en tensión ON

PARADA o puesta fuera de tensión

OFF

Pulsador de acción alternativa ON/ OFF o ARRANQUE/PARADA

Pulsador de función mantenida:

ARRANQUE/ON mientras se pulse y

PARADA/OFF cuando deja de

pulsarse.


Tabla 5. Colores para los pulsadores

COLOR SIGNIFICADO EXPLICACION EJEMPLOS

Rojo

Emergencia

Actuación en operación peligrosa o emergencia, también para la acción de paro pero no se recomienda cuando hay otros elementos de paro en color rojo.

Parada de emergencia.

Inicio de una función de emergencia.

Amarillo

Anomalía

Actuación en condiciones anormales

Inicio de un proceso de retorno a la normalidad, sin que exista puesta en marcha.

Intervención para impedir un proceso anormal.

Verde

Normal

Actuación para iniciar las condiciones normales, para función de arranque o marcha,

Función de arranque o puesta en marcha.

Inicio de un ciclo normal de marcha.

Azul

Obligatorio

Actuación en condiciones que requieren una acción obligada.

Función de rearme.

Blanco, gris y negro

Sin función específica, pueden utilizarse para arranque o parada

ON/marcha: blanco.

OFF/parada : negro


Tabla 6: Diseño funcional y aplicación de los pulsadores norma ISO 9001.

DISEÑO FUNCIÓN

Luces piloto, tipo rasante sirven como

indicadoras, se acoplan en los instrumentos

de medida.

Pulsador de parada de los interruptores

mecánicos, tipo saliente, su forma de

embolo permite empujarlo hacia abajo para

abrir o cerrar el interruptor.

Selector de palanca, se acciona hacia

adelante y hacia atrás o de 4 posiciones

para accionar un circuito.

Pulsador basculante, accionado por un

balancín.

Pulsador táctil tipo rasante, para realizar

conexiones, no posee partes móviles,

proporciona retroalimentación táctil.

Pulsador Led piloto, permite saber si una

carga esta activa o no.

Pulsador interruptor de levas. Para accionar

piezas mecánicas acopladas en dispositivos

eléctricos.

Tabla 6. (Continuación)

Tipo de pulsadores es diseñado por la

norma norte americana ADA para personas

con alguna discapacidad física.

Interruptor, permite o no el flujo de la

corriente por el circuito, son de acción

rápida.

Pulsador de emergencia, tipo seta, su

mecanismo de funcionamiento consta de

dos posiciones, presionar-halar,

desbloqueo por rotación con o sin

iluminación.

2.2.2.2 Cajas de pulsadores colgantes. Se utilizan principalmente para controlar

desde el suelo aparatos móviles tales como aparejos (máquina compuesta por dos

poleas y una cuerda), pequeños dispositivos elevadores, pórticos de tratamiento

de superficie, grúas, etc.

Figura 32. Caja de pulsadores colgantes XAC de Telemecanique.


2.2.2.3 Función parada de emergencia. La función de parada se divide en tres

categorías y se tomará cada una de ellas en función del riesgo de funcionamiento

de las máquinas:

Categoría 0: parada por supresión inmediata de la energía en los dispositivos

de control (parada incontrolada).

Categoría 1: parada controlada manteniendo disponible la energía de los

dispositivos de control para obtener el paro de la máquina y una vez parada

interrumpir la energía.

Categoría 2: parada controlada manteniendo disponible la energía en los

dispositivos de control.

La función de parada de emergencia deberá ser prioritaria a todas las demás

funciones y a todos los modos de funcionamiento. Su rearme no deberá provocar

de ningún modo un nuevo arranque. Solo se puede utilizar la parada de categoría

0 o bien la de categoría 1, en función de las condiciones de seguridad de la

parada de emergencia.

En caso de utilizar la parada de categoría 0, solo existen componentes

electromecánicos cableados y además estos circuitos no podrán depender en

ningún caso de una lógica programable, ni de una transmisión de órdenes por una

red o una línea de comunicaciones. En caso de usar la parada de tipo 1, deberá

asegurarse la supresión definitiva de la energía a los elementos de control

mediante componentes electromecánicos (pulsadores, interruptores.)

La función de desconexión de emergencia. Se debe utilizar únicamente cuando

existe la posibilidad de peligros o daños causados por la electricidad y para la

protección contra contactos indirectos cuando la protección se dispara por el

sistema de puesta a tierra. Esta función solo es posible realizarla por medio de

una parada de categoría 0. Cuando ésta parada no sea posible por el tipo de

máquina, resulta necesario proporcionar otros dispositivos de protección contra

contactos directos, de forma que la desconexión de emergencia no sea necesaria.

La desconexión de emergencia debe anular la alimentación eléctrica de los

equipos afectados.

2.2.2.3.1 Dispositivos de parada de emergencia. Deben estar fácilmente

accesibles. Se situarán en cada puesto de mando de operador así como en

lugares clasificados como críticos que deben tener una parada de emergencia. Se

permiten para esta función los siguientes dispositivos:

Interruptor accionado por pulsador.

Interruptor accionado por tracción de un cable.

Interruptor accionado por un pedal, sin protección mecánica.

Estos dispositivos deben ser del tipo de retención automática y deben tener

maniobra de apertura directa. El modo directo se consigue utilizando contactos

que con el actuador en posición de reposo, en su estado natural cerrado,

aseguren el funcionamiento de la máquina y en posición de actuado, cambio del

estado natural al estado abierto, o con la rotura del circuito se produzca la

interrupción del proceso.

No debe ser posible restaurar el funcionamiento del sistema, hasta que todos los

interruptores de emergencia hayan sido rearmados manualmente. Los dispositivos

de parada de emergencia deben ser de color rojo sobre cuerpo amarillo. Además

serán obligatoriamente de tipo “seta” o bien con dispositivo accionable por la

palma de la mano.

2.2.2.3.2 Dispositivos de desconexión de emergencia. Normalmente estos

dispositivos no deben colocarse en los puestos de operador, sino únicamente en

las zonas donde sea necesaria tal aplicación (centros de alimentación de

máquinas, salas de calderas, etc.), sin embargo, cuando sea necesario instalar un

dispositivo de desconexión de emergencia en un puesto de operador, no será

necesario la instalación de un dispositivo de parada de emergencia, puesto que el

de desconexión asume sus funciones, ya que la función de desconexión solo es

posible con parada de categoría 0. Para estos dispositivos sólo se puede usar

dispositivos pulsadores o interruptores accionados por tracción de un cable. Estos

dispositivos deben ser del tipo de retención automática y deben tener maniobra de

apertura directa. El modo directo se consigue utilizando contactos, que con el

actuador en posición de reposo asegure el funcionamiento de la máquina y en

posición de actuado o con la rotura del circuito se produzca la desenergización de

la maquina. Esto se traduce habitualmente con el uso de contactos cerrados en

reposo (contactos de apertura o N.C.), cableados de tal forma que al actuarlos o

abrir el circuito se produzca la parada de la máquina. No debe ser posible

restaurar el funcionamiento del sistema hasta que todos los dispositivos de

desconexión de emergencia hayan sido rearmados manualmente. Los actuadores

de desconexión de emergencia deben ser de color rojo sobre cuerpo amarillo. Los

del tipo pulsador serán obligatoriamente de tipo “seta” o bien con dispositivo

accionable por la palma de la mano. Deben ser fácilmente accesibles. Pueden

tener una envolvente de cristal rompible.

Figura 33. Desconexión de emergencia por tracción de cable.

Fuente.

http://www.schneiderelectric.com.co/modulos/downloads/arquivos/CO/telemecaniq

ue.pdf

2.3 DISPOSITIVOS AUXILIARES DE MANDO

Su operación inicia cuando existe una señal física detectada por el dispositivo. Por

lo general son: relés, interruptores de control y dispositivos de señalización.

2.3.1 Relés. Son dispositivos de bajo consumo que cambia sus contactos

auxiliares cuando la bobina esta energizada, de acuerdo a una señal, esta señal

puede ser: tensión, corriente o tiempo programado.

2.3.1.1 Relé electromecánico. Está compuesto por una bobina y unos contactos.

Se considera al relé electromecánico como un interruptor electromecánico. Debido

a que si se aplica un voltaje a la bobina, por esta fluye una corriente creando un

campo magnético, el cual hace que los contactos cambien su estado normal,

dependiendo de si es NA ó NC (normalmente abierto o normalmente cerrado),

figura 35.

Figura 34. Visualización de un relé tipo industrial.

Fuente. http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448169263.pdf

Figura 35. Descripción detallada de un relé.

Fuente. http://innovacion.cnice.mec.es/control/control/contenido/Descripcion/Esquemas_Electricos/Circuito_potencia/dibujo3.JPG

2.3.1.2 Relé temporizado. Cuando se le aplica o se le corta la tensión los

contactos del relé se abren o se cierran trascurrido un tiempo, condicionado al

diseño de cada relé, figura 36.

Figura 36. Relé temporizado.


2.3.1.2.1 Relé temporizado a la conexión o al trabajo. Cuando recibe tensión

en su bobina, cambia la posición de sus contactos tras un tiempo determinado. El

retorno a la posición de reposo es inmediata cuando se interrumpe la tensión,

figura 37.

El tiempo de graduación se hace por medio de un mecanismo, en la parte superior

del relé. Este posee un contacto conmutable o basculante con tres bornes de

conexión, uno de estos bornes es común a los otros dos, el otro de estos bornes

es el contacto normalmente cerrado NC y el último es el contacto normalmente

abierto NA.

Figura 37. Diagrama secuencial y conexión de un temporizador de trabajo.


2.3.1.2.2 Relé temporizado a la desconexión o al reposo. Cuando recibe

tensión en su bobina, cambia la posición de sus contactos de forma inmediata.

Para recuperar la posición de reposo debe transcurrir el tiempo programado, figura

38. Igual que el relé temporizado a la conexión, tiene una escala graduada para

establecer la programación del tiempo.

Figura 38. Diagrama secuencial y conexión de un temporizador de reposo.


2.3.1.2.3 Relé temporizador neumático. Hay varios diseños en los cuales varían

los contactos por el tipo y el fabricante: NANC o NA + NC, contactos instantáneos

NA o NC, etc. La programación del tiempo se hace por medio de un tornillo en la

parte frontal.

La programación del tiempo se realiza por una corriente de aire que una

trayectoria de longitud regulable.

En el mercado se consigue relés neumáticos temporizados a la conexión y

temporizados al reposo.

La figura 39, explica el principio de funcionamiento de un relé

neumático temporizado al reposo de la casa Telemecanique:

1. Se activa el relé. Al cerrarse, el circuito magnético comprime el

resorte A y la membrana. El aire de la cámara B se expulsa a la

cámara C por el orificio D se hace brevemente. El contacto

bascula instantáneamente.

2. Comienza a contar el tiempo. Al abrirse el circuito magnético

de control, el resorte A repele la membrana y crea una depresión

en la cámara B. El aire de la cámara C vuelve a la cámara B a

través de un filtro de metal sintetizado. Su velocidad se regula

mediante un surco de longitud variable practicado entre dos

discos. La temporización es el resultado de la variación de

posición relativa de los dos discos que se obtiene por medio del

tornillo de regulación.

3. Fin de la temporización. Al finalizar el tiempo regulado, el

contacto bascula y vuelve a su posición inicial.2

Figura 39. Esquema de funcionamiento de un relé neumático temporizado al

reposo de Telemecanique.

Figura 40. Relé temporizador neumático.


2 Aparatos de mando, regulación y control. Relés [en línea]. < http://www.mcgraw-

hill.es/bcv/guide/capitulo/8448169263.pdf> [citado en 24 de septiembre de 2009]

2.3.1.3 Relojes Horarios. Relés temporizados que establecen tiempos grandes

(horas), cubriendo la necesidad de sostener una acción por un tiempo más

prolongado, característica que carecían los descritos anteriormente, figura 41.

Figura 41. Reloj horario electrónico.


2.3.2 Interruptores de Control. Son dispositivos que detectan el cambio de unas

magnitudes físicas inmersas en el proceso industrial. Las cuales deben estar

reguladas para el adecuado funcionamiento de la instalación.

2.3.2.1 Interruptores finales de carrera o de posición. Son interruptores

electromecánicos, poseen tres partes: el contacto eléctrico, el cuerpo y la cabeza

de mando.

La cabeza de mando se relaciona con mecanismos que poseen los contactos,

estas cabezas se diseñan para acoplarlas en dispositivos de movimiento rectilíneo

y para movimiento angular, figura 42. Estas intervienen en el estado de la

máquina, como controlar la puesta en marcha. Para disminuir la velocidad, para

establecer la parada en un sitio determinado o para controlar ciclos de

funcionamientos automático.

Figura 42. Diferentes tipos interruptores de finales de carrera.


2.3.2.2 Interruptores de control de nivel. Son dispositivos de control de fluidos

para vigilar el nivel en un depósito cuyo objetivo es parar o la puesta en marcha de

las electrobombas involucradas en la función del caudal solicitado, figura 43.

Figura 43. Interruptor de control de nivel.


2.3.2.3 Control de presión. El presostato, controla la subida de la presión, y

cuando llega al valor establecido activa la apertura de un contacto, el vacuostato,

controla la bajada de presión, y cuando llega al valor establecido activa al cierre de

un contacto.

Figura 44. Dispositivos de control de presión.


2.3.2.4 Interruptores de control de temperatura. Los Termostatos, son

dispositivos empleados para controlar la temperatura, poseen un contacto el cual

cambia su posición cuando llega al valor establecido, figura 45.

La activación produce dos respuestas: una es el corte de los dispositivos de la

calefacción, y la segunda es la puesta en marcha de los dispositivos de la

refrigeración.

Figura 45. Termostatos.


2.3.2.5 Detectores. Son dispositivos que funcionan sin partes en movimiento, sin

que haya rozamiento ni contacto con el móvil que hay que detectar y no produce

ninguna alteración o reacción en este.

2.3.2.5.1 Detectores inductivos. Su principio de funcionamiento se sustenta en

la variación de un campo electromagnético cuando se acerca un objeto metálico a

su cara sensible, figura 46.

Figura 46. Detectores inductivos.

Fuente. http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/sensor-inductivo-de-proximidad-12787.jpg

Figura 47. Conexión de un sensor inductivo.

Fuente. http://docenciaisa.uc3m.es/AI/guiones/practica3.pdf

2.3.2.5.2 Detector capacitivo. Su principio de funcionamiento se basa en la

variación de un campo electrostático, al acercarse cualquier objeto a su cara

sensible, figura 48.

Figura 48. Detectores capacitivos.

Fuente. http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/sensor-de-proximidad-capacitivo-12788.jpg Figura 49. Conexión de un sensor capacitivo.

Fuente. http://docenciaisa.uc3m.es/AI/guiones/practica3.pdf 2.3.2.5.3 Detector fotoeléctricos. Dispositivos electrónicos “ojos artificiales” que

pueden abrir o cerrar un circuito por acción de un haz de luz sobre un elemento

fotosensible. Siempre están conformados por un emisor y un receptor, figura 50.

Figura 50. Detectores fotoeléctricos.

Fuente http://img.directindustry.es/images_di/photo-p/sensor-fotoelectrico-12789.jpg.

Figura 51. Conexión de un sensor óptico.

Fuente. http://docenciaisa.uc3m.es/AI/guiones/practica3.pdf

2.3.3 Dispositivos de Señalización. Son dispositivos indicadores del estado de

la instalación eléctrica de los equipos involucrados en un proceso industrial.

La norma UNE-EN 60204-1, IEC 73, establece el código de colores para los

visualizadores y los pilotos, tabla 7.

Tabla 7. Código de colores para visualizadores y pilotos.

Color Significado Explicación Acción por el operador

Ejemplos

Rojo Emergencia, peligro o alarma

Advertencia de un posible peligro o de un estado que requiere una acción inmediata

Acción inmediata a realizar en condiciones peligrosas

Temperatura excesiva en condiciones peligrosas. Paro de una parte esencial del equipo debido a elementos accesibles bajo tensión o partes en movimiento.

Amarillo Anomalía Condiciones anormales o amenazantes

Intervención (p.e. el restablecimiento de la acción prevista)

Presión ligeramente superior a la prevista, sobrecarga eléctrica o térmica

Verde Normal Condiciones normales de funcionamiento

Acciones opcionales requeridas (ninguna)

Motor en marcha en condiciones normales, funcionamiento correcto del sistema. Permiso para continuar con el siguiente proceso.

Azul Obligatorio Indicación de una condición que requiere la acción del operador

Acción obligada por el proceso (sin que haya condiciones anormales)

Orden de inicio de otro proceso, orden de acción de cambio de secuencia o cambio de parámetros.

Blanco Neutro Condiciones no definidas, siempre que no se ajusten a ninguna de las anteriores.

Control o indicación.

Interruptor general conectado o en tensión eléctrica. Velocidad o sentidos de rotación elegidos.


2.3.3.1 Pilotos. Indican ciertos estados del proceso, estas luces se utilizarán para

llamar la atención, para solicitar una acción inmediata, para indicar una

discrepancia entre la orden y el estado actual y/o para indicar un cambio en el

proceso.

Figura 52. Pilotos de señalización.


2.3.3.2 Balizas y columnas señalizadoras. Tienen uso de aplicación donde la

señalización está reducida, además están en la parte superior de la maquinaria,

figura 53.

Figura 53. Balizas y columnas señalizadoras.

Fuente.

http://www.abmatic.cl/images/images_productos/prd_10069_productossenalizacion.jpg

2.3.3.3 Visualizadores. Se deben situar de modo que sean perfectamente

visibles desde la situación normal del operador. En caso de ser usados como

dispositivos de señalización de advertencia, se recomienda el uso de dispositivos

intermitentes o giratorios y estén acompañados de dispositivos acústicos.

Figura 54. Visualizador.

Fuente. http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/visualizador-digital-empotrable-266674.jpg

2.3.3.4 Señales auditivas. Las señales audibles deberán ser perfectamente

identificables, perceptibles por los operadores y las personas expuestas en la

misma zona, teniendo en cuenta las condiciones de ruido ambiental y se tendrá en

cuenta la limitación auditiva por el uso de protectores auditivos.

Deben ser claramente diferenciadas de la señal de evacuación de emergencia y

los distintos tipos de señal deberán distinguirse inequívocamente entre sí. Para

evitar sobrecargas es necesario limitar el uso de estas señales reduciéndolas al

menor número posible. En la siguiente tabla se muestra el significado de los

distintos códigos audibles:

Tabla 8. Códigos audibles.

Significado

Seguridad de personas o

entorno

Condiciones de proceso

Estado del equipo

Modulación de sonidos

Peligro Emergencia Fallo

Modelo de segmentos de tono constante

Atención Anormal Anormal

Sonido continúo de nivel constante.

Seguridad Normal Normal

Sonido de tonalidad alternante

Significado obligatorio

Otros sonidos Otros significados específicos distintos a los demás.

Los requisitos para la definición de señales de peligro y no-peligro se dan en la norma ISO/DIS 11429(4)

Fuente.

http://www.tecnicsuport.com/index.php?pagina=http://www.tecnicsuport.com/elec/reglament/manualq/manual_normesq.htm

2.4 DISPOSITIVOS DE MANIOBRA

Permiten o interrumpen el paso de la corriente de carga.

2.4.1 Contactor. Por la norma DIN (0660/52), el contactor “es un interruptor

mandado a distancia que vuelve a la posición de reposo cuando la fuerza de

accionamiento deja de actuar sobre él”.3

Es un dispositivo que es capaz de establecer, soportar e interrumpir la corriente de

un circuito de potencia. Está diseñado para realizar maniobras de conexión de

dispositivos de cierta potencia como por ejemplo motores eléctricos. Este

dispositivo reemplazaría al interruptor.

3 Automatismo eléctriocos. Contáctos eléctricos. [en línea].

<http://www.automatas.org/siemens/intr_s5_%281%29.htm>

Su activación se realiza a distancia a través de una bobina que al ser excitada, los

contactos del dispositivo se cierran o se abren. El contactor posee unos contactos

principales o polos, en posición normalmente abierto, que se cerrarán al excitar la

bobina, para dar tensión al elemento receptor de potencia (motor o semejante);

adicionalmente dispone de contactos auxiliares con posiciones de reposo abiertas

o cerradas, que cambian al ser energizada la bobina. Estos contactos auxiliares no

son capaces de mandar en dispositivos de potencia, su uso es para encender o

apagar luces indicadoras en el tablero de control, o intervenir en la lógica cableada

de un circuito de control.

Figura 55. Aspecto físico del contactor.

Fuente.

http://centros.edu.xunta.es/iesmanuelchamosolamas/electricidade/fotos/Automatismo.pdf

2.4.1.1 Partes de que está compuesto el contactor:

2.4.1.1.1 Carcasa. Es el elemento en el cual están todos los componentes

conductores del contactor, esta es fabricada en un material no conductor

(dieléctrico) con propiedades como la resistencia al calor, y un alto grado de

rigidez dieléctrica.

2.4.1.1.2 Electroimán. Es el elemento motor del contactor. Está compuesto por

elementos que transforman la energía eléctrica en un campo magnético muy

intenso mediante el cual se produce un movimiento mecánico aprovechando las

propiedades electromagnéticas de ciertos materiales.

2.4.1.1.3 Bobina. Es un arrollamiento de alambre de cobre con un gran número

de espiras y de sección muy delgada, para producir un campo magnético; estas

envuelven un núcleo de tal forma que la circulación de corriente produce el flujo

magnético, este desarrolla el par magnético que vence los pares resistentes de los

muelles, de manera que la armadura se puede juntar con el núcleo

estrechamente.

2.4.1.1.4 El Núcleo. (Hierro fijo). Su función es concentrar y aumentar el flujo

magnético con el fin de atraer la armadura eficientemente. Está construido de

láminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras, con

el fin de evitar las corrientes parásitas.

2.4.1.1.5 Armadura. (Hierro móvil). Es un elemento móvil muy parecido al núcleo,

pero no posee espiras de sombra, su función es la de cerrar el circuito magnético,

ya que en estado de reposo se encuentra separada del núcleo. Este espacio de

separación se denomina entrehierro o cota de llamada.

2.4.1.1.6 Contactos. Su función es permitir o interrumpir el paso de la corriente,

son elementos conductores, los cuales se accionan tan pronto se energiza o se

desenergiza la bobina, por lo que se les denomina contactos instantáneos. Esta

función la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando.

2.4.1.1.7 Contactos Principales o potencia. Manipulan el paso de la corriente

del circuito principal, es decir la corriente que fluye de la fuente hacia la carga. Es

recomendable estar verificando la separación de estos, que permiten que las

partes fijas y móviles se junten antes de que el circuito magnético se cierre

completamente. Esta distancia se le denomina cota de presión. Esta no debe

superar el 50%.

Contactos principales, se identifican con la numeración: 1-2, 3-4, 5-6.

Tienen por finalidad abrir o cerrar el circuito de fuerza o potencia.

2.4.1.1.8 Contactos Secundarios o auxiliares. Manipulan corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre los circuitos de mando. Contactos auxiliares, se identifican con la numeración: 13-14 (NO). Se emplean en el circuito de mando o maniobras. Por este motivo soportarán menos intensidad que los principales.

Normalmente los contactos auxiliares son:

Instantáneos: Actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor.

De apertura lenta: La velocidad y el desplazamiento del contacto móvil es

igual al de la armadura.

De apertura positiva: Los contactos abiertos y cerrados no pueden coincidir

cerrados en ningún momento.

Figura 56. Partes de un contactor normal.

Fuente. http://html.rincondelvago.com/contactores-y-elementos-auxiliares-de-mando_1.html

2.4.2 Clasificación de los contactores.

2.4.2.1 Contactores electromecánicos: Funcionan bajo principios eléctricos,

mecánicos y magnéticos.

2.4.2.2 Contactores estáticos o de estado sólido: Se construyen a base de

tiristores.

2.4.3 Categorías de empleo de los contactores. Según la norma IEC 947-4, las

categorías de empleo normalizadas fijan los valores de la corriente que el

contactor debe establecer o cortar, en función de la carga y el trabajo.

2.4.3.1 Empleo en corriente alterna:

2.4.3.1.1 Categoría AC-1. Aplicable a todos los dispositivos para maniobra de

cargas resistivas (cos Φ > 0,95) en AC. Ejemplos de aplicación: calefacción,

distribución.

2.4.3.1.2 Categoría AC-2. Aplicable al arranque, al frenado en contracorriente y al

funcionamiento por impulsos de los motores de anillos. En el cierre, el contactor

establece la corriente de arranque, próxima a 2,5 veces la corriente nominal del

motor. En la apertura, debe cortar la corriente de arranque, a una tensión como

mucho igual a la de la red.

2.4.3.1.3 Categoría AC-3. Aplicable a los motores tipo jaula de ardilla. En el

cierre, el contactor establece la corriente de arranque que es de 5 a 7 veces la

corriente nominal del motor. Ejemplos de aplicación: ascensores, escaleras

mecánicas, cintas transportadoras, elevadores de cangilones, compresores,

bombas, mezcladoras, climatizadores, etc.

2.4.3.1.4 Categorías AC-4. Aplicable al frenado en contra corriente y la marcha

por impulsos con motores tipo jaula o de anillos. El contactor se cierra con un pico

de corriente que puede alcanzar de 5 a 7 veces la corriente nominal del motor.

Cuando se abre, corta esa misma corriente bajo una tensión determinada por la

velocidad del motor. Ejemplos de aplicación: máquinas de impresión, trefiladoras,

elevadores, metalurgia.

2.4.3.2 Empleo en corriente continua:

2.4.3.2.1 Categoría DC-1. Aplicable a todos los dispositivos que utilizan corriente

continua (receptores) .

2.4.3.2.2 Categoría DC-2 y DC-3. Aplicables al arranque, al frenado a contra

corriente y a la marcha por impulsos de los motores con conexión shunt. En el

cierre, el contactor establece la corriente de arranque, aproximada a 2,5 veces la

corriente nominal del motor. En la apertura, debe cortar 2,5 veces la corriente de

arranque por máximo la tensión de la red. La tensión es elevada cuanto más baja

es la velocidad del motor y, en consecuencia, con una fuerza contraelectromotriz

de bajo valor. El corte es difícil.

2.4.3.2.3 Categoría DC-4 y DC-5. Aplicables al arranque, al frenado a

contracorriente y a la marcha por impulsos de motores serie. . El contactor se

cierra bajo una punta de corriente que puede alcanzar 2,5 veces la corriente

nominal del motor. La tensión es elevada cuanto más baja es la velocidad del

motor y, en consecuencia, con una fuerza contraelectromotriz de bajo valor. El

corte es difícil.

2.4.4 Contactos auxiliares. Para poder disponer de más contactos auxiliares y

según el modelo de contactor, se le puede acoplar a este una cámara de

contactos auxiliares o módulos independientes, normalmente abiertos (NA), o

normalmente cerrados (NC).

Los contactores auxiliares son aparatos derivados directamente de los contactores

de potencia y de los contactores auxiliares (relés). La diferencia reside

principalmente, en la sustitución de los polos por contactos auxiliares con una

corriente térmica convencional de 10 A, figura 57.

Existen las siguientes versiones:

De retención mecánica.

De bajo consumo.

Figura 57. Contactores auxiliares.


Existen dos clases de contactos auxiliares:

Contacto normalmente abierto: (NA o NO), contacto instantáneo de cierre,

su función es cerrar un circuito, tan pronto se energice la bobina del

contactor. En su estado natural se encuentra abierto.

Contacto normalmente cerrado: (NC), contacto instantáneo de apertura, su

función es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor.

En su estado natural se encuentra cerrado.

Existen tres formas de operar los contactos auxiliares: a) cuando se energiza la

bobina del relé, el contacto NC se abre en el mismo momento en que se cierra el

contacto NA, figura 58. b) con adelanto a la apertura y retardo al cierre, es la forma

más común y comercial utilizada, figura 59. c) con adelanto al cierre y retardo a la

apertura, figura 60.

Figura 58. Contacto auxiliar primer caso.

Fuente. APUNTES DE CLASE de Arias Juan Diego, Profesor del curso “Aplicación y Control De Motores” de la Universidad Nacional de Colombia. 2005.

Figura 59. Contacto auxiliar segundo caso.


Figura 60. Contacto auxiliar tercer caso.


2.4.5 Causas de falla de los contactos. Un contacto falla cuando su resistencia

Rc (resistencia del contacto), en posición cerrada, provoca una caída de tensión

igual o superior a un valor específico. Esta caída de tensión Uc en los bornes del

contacto es tal, que la diferencia del potencial Ur en los bornes del receptor cae

por debajo del umbral de funcionamiento admisible, figura 61. Este tipo de fallas

tiene tres causas principales:

2.4.5.1 Presencia de partículas aislantes. Comúnmente en las superficies de

contacto. Por lo general, se trata de polvos residuales del producto (desgaste de

los materiales), o que provienen del exterior.

2.4.5.2 Aparición de una pantalla aislante. Debido por depósito de capas

homogéneas sobre las superficies de contacto (aceites, disolventes, humos

grasos, etc.).

2.4.5.3 Formación de películas aislantes. Por ejemplo (sulfuros, óxidos,

cloruros, polimerización de sustancias orgánicas, etc.), en las superficies de

contacto como consecuencia de las reacciones fisicoquímicas que tienen lugar en

ambientes industriales especialmente agresivos.

Estos fenómenos suelen verse amplificados por la presencia de humedad, por una

temperatura ambiente elevada o por la altitud.

Figura 61. Caída de tensión en las terminales de un contacto.


2.4.6 Aditivos instantáneos estándar. Existen dos versiones disponibles:

2.4.6.1 Aditivos frontales. De 2 o 4 contactos NA o NC.

2.4.6.2 Aditivos laterales. De 2 contactos NA o NC. Los aditivos laterales

permiten no hacer uso del frontal de los contactores, para hacer posible la

instalación de un aditivo temporizado o de un bloque de retención mecánica, o si

es necesario reducir la profundidad de los equipos.

Figura 62. Contactores auxiliares aditivo frontal y lateral.


Figura 63. Contactor con sus aditivos o contactos auxiliares ya montados.

Fuente. http://centros.edu.xunta.es/iesmanuelchamosolamas/electricidade/fotos/Automatismo.pdf

2.4.7 Aditivos instantáneos con contactos fijos. Los aditivos con contactos

fijos IP4 54, que garantizan la fiabilidad de las conexiones contactor/autómata

programable en ambientes industriales duros (polvo de cemento, estuco, madera,

etc.). Existen dos versiones disponibles:

2.4.7.1 Contactos de Plata. Para señales de bajo nivel, 17 a 50 V / 5 a 500 mA.

2.4.7.2 Contactos de Oro. Para señales de muy bajo nivel, 3 a 24 V / 0,5 a 50

mA.

2.4.8 Bloque de retención mecánica. Este aditivo frontal mantiene el contactor

en posición cerrada, ante la ausencia de una señal de control en el circuito de la

bobina. El desenganche se obtiene por impulso eléctrico o manual.

4 Ingress Proteccion IP, un sistema de codificación de sólidos y líquidos.

Figura 64. Aditivos de los contactores de potencia y auxiliares.


2.5 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Son dispositivos para proteger los receptores eléctricos (bobinas, motores, etc.) y

la instalación. Este es el objetivo de los relés de protección, de los seccionadores,

portafusiles y de los interruptores termomagnéticos. Para mayor información 5.

2.5.1 Fallas de origen mecánico. Estas son: bloqueos, excesivas puestas en

marcha, sobrecargas cortas o prolongadas, produciendo el aumento de corriente

consumida por el motor y causando un calentamiento en los devanados o un

riesgo de incendio de los conductores.

2.5.2 Fallas de origen eléctrico. Estas son: sobre o subtensión, falta de una fase

que sobrecarga las otras dos fases que produce la perforación del aislamiento de

los devanados del motor, el desequilibrio de fase y los cortocircuitos cuya

intensidad puede sobrepasar el poder de corte del propio contactor.

5 VELASQUEZ RESTREPO, Jaime. Protección de motores eléctricos. Bogotá, 2009, 145 h.

Trabajo de grado (Ingeniero Eléctricista). Universidad Nacional de Colombia. Facualtad de

Ingeniería.

2.5.3 El relé de sobrecarga térmico. Su misión consiste en desconectar el

circuito cuando la intensidad consumida por el motor, supera durante un tiempo

corto, a la permitida por el motor, protegiendo al bobinado que se queme. Esto

ocurre gracias a que consta de tres láminas bimetálicas (una por fase), con sus

correspondientes bobinas calefactoras que cuando son recorridas por una

determinada intensidad, provocan el calentamiento del bimetal y la apertura del

relé.

Se debe regular (el tornillo de ajuste), a la intensidad nominal del motor (In), para

el arranque directo. Esta intensidad deberá venir indicada en la placa de

características del motor.

Se debe seleccionar el tipo de curva de disparo por sobrecarga clases 10, 20 o 30

según sea un arranque normal, pesado o muy pesado. Entre mayor sea la clase,

mayor será el tiempo de respuesta a la sobrecarga.

Para la elección de este mecanismo hay que tener en cuenta el tiempo máximo

que puede soportar una sobreintensidad no admisible, y asegurarnos de que la

intensidad del receptor esté comprendida dentro del margen de regulación de la

intensidad del relé.

Figura 65. Relé de sobrecarga térmico.


Partes de que está compuesto:

1. Plaquita de características.

2. Conmutador selector RESET manual/automático.

3. Tecla STOP

4. N° de pedido completo en el frontal del aparato.

5. Indicación del estado de conexión y función de prueba TEST.

6. Cubierta transparente precintable (para proteger el tornillo de ajuste de la

intensidad, la función TEST y el posicionamiento RESET

manual/automático).

7. Tornillo de ajuste de la intensidad.

8. Borne de repetición de bobina (con montaje a contactor).

9. Borne de repetición de contactos auxiliares (con montaje a contactor).

Figura 66 Curva de disparo 3RB10 Clase 10.

Fuente. http://www.spse.com.ar/sitios_internos/mantenimiento_distrito/electrica/catalogos/siemens/SIRIUS/Rele%20de%20sobrecarga%20electronico.pdf

2.5.4 El interruptor automático termomagnético. Su misión es la de proteger a

la instalación y al motor. Las formas de apertura: cortocircuito y sobrecarga.

Figura 67 Interruptor automático magnetotérmico.

Fuente.

http://centros.edu.xunta.es/iesmanuelchamosolamas/electricidade/fotos/Automatis

mo.pdf

Para la selección de un interruptor se debe hacer:

Seleccionar el tipo de curva de disparo.

Calcular la intensidad nominal.

Capacidad de cortocircuito.

Tabla 9. Elección de un interruptor.

Curva de disparo

Corriente magnética

Aplicaciones

B 5

Protección generadores, de personas y grandes longitudes de cable.

C 10 Protección general.

D 20 Protección de receptores con elevadas

corrientes de arranque.

Z 3,6

Protección de circuitos electrónicos.


2.6 SISTEMA DE PROTECCIÓN

2.6.1 Código IP (Ingress Protection). Es un sistema de codificación de

protección de sólidos y líquidos que clasifica la envolvente de los equipos

eléctricos y los gabinetes.

Este sistema es reconocido en la mayoría de los países y está incluido en varios

estándares, IEC 60529 y DIN 400050-9.

Está compuesto por tres dígitos, el primer digito hace referencia a la protección

contra el ingreso de cuerpos sólidos, el segundo digito indica la protección contra

líquidos y el último digito muestra la protección contra impactos mecánicos que es

generalmente omitido.

Tabla 10 Grados de protección.

Fuente. http://www.tec-mex.com.mx/material/IP_Y_NEMA.pdf

Como información suplementaria el código IP identifica las partes peligrosas de los

equipos que puedan representar riesgo para la seguridad de las personas.

Tabla 11. Seguridad para las personas código IP.

Letra La envolvente impide la accesibilidad a partes peligrosas

con:

A Una gran superficie del cuerpo humano como la mano (pero no

impide una penetración de liberada). Prueba con: esfera 50 mm.

B Los dedos u objetos análogos que no excedan en una longitud

de 80 mm. Prueba con: dedo de Ф= 2,5 mm y L= 100 mm.

C Herramientas, alambres, etc, con diámetro o espesor superior a

2,5 mm. Prueba con: varilla de Ф= 2,5 mm y L = 100 mm.

D Alambres o cintas con un espesor superior a 1 mm. Prueba con:

varilla de Ф= 1mm y L= 100 mm.

Fuente.

http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/Archivos/rbt/guias/guia_bt_anexo_1_sep03R

1.pdf

2.6.2 Código NEMA. Según los fabricantes Norteamericanos asociados a NEMA

han elaborado el documento de los grados de protección que se presentan en la

tabla 12.

Tabla 12. Tipo de protección NEMA.

Tipo de protección NEMA

Para situaciones no peligrosas

Protección Descripción

NEMA 1 Para uso interior, proporcionar un grado de

protección al personal contra el contacto

incidental con el equipo y para proporcionar

un grado de protección de suciedad.

NEMA 2 Para uso interior, proporcionar un grado de

protección al personal contra el contacto

incidental o salpicaduras de líquidos.

NEMA 3 Para el uso interior o al aire libre,

proporcionar un grado de protección al

personal contra el contacto incidental con el

equipo, proporcionar un grado de protección

contra la suciedad, lluvia, agua nieve, y viento

de polvo, además permanecería liso a pesar

de la formación externa de hielo.

NEMA 3R Para uso interior o al aire libre, proporcionar

un grado de protección al personal contra el

contacto incidental con el equipo,

proporcionar un grado de protección contra

suciedad, lluvia, agua nieve, vientos de polvo,

además permanecerá liso a pesar de la

formación externa de hielo.

NEMA 3S Para uso interior o al aire libre, proporcionar





además el/los mecanismos externos deberán

seguir operando a pesar de la formación

externa de hielo.

NEMA 4 Para uso interior o al aire libre, proporcionar





salpicaduras de agua y chorros dirigidos de

agua, además permanecerá liso a pesar de la

formación externa de hielo.


NEMA 4X Para uso interior o al aire libre, proporcionar





salpicaduras de agua y chorros dirigidos de

agua y corrosión, además permanecerá liso a

pesar de la formación externa de hielo.





suciedad, polvo provocado por el

aerotransporte, hilachas, fibras y transporte

aéreo además de proporcionar un grado de

protección contra gotas y salpicaduras de

líquidos.





suciedad, chorros dirigidos de agua y la

entrada de agua durante la sumersión

temporal ocasional a una profundidad

limitada, además permanecerá liso a pesar de

la formación externa de hielo.

NEMA 6P Para uso interior o al aire libre, proporcionar




suciedad, chorros dirigidos de agua y la

entrada de agua durante la sumersión

prolongada a una profundidad limitada.

NEMA 12 Para uso interior sin golpes o al aire libre,




contra suciedad, polvo circulante, hilachas,

fibras transporte aéreo y salpicaduras de

líquidos.


NEMA 12K Para uso interior con golpes o al aire libre,





fibras transporte aéreo y salpicaduras de

líquidos.

NEMA 13 Para uso interior sin golpes o al aire libre,





fibras, transporte aéreo, contra el rodar,

salpicado y filtración de agua, aceites y

refrigerantes no corrosivos.

Para situaciones arriesgadas o peligrosas

Protección Descripción

NEMA 7 Para uso interior en situaciones peligrosas o

arriesgadas clasificadas como Clase I,

división 1, grupo A, B, C o D, como se define

en la norma NFPA 70.

NEMA 8 Para uso interior o al aire libre en situaciones

peligrosas o arriesgadas clasificadas como

Clase I, división 1, grupo A, B, C o D, como

se define en la norma NFPA 70.

NEMA 9 Para uso interior en situaciones arriesgadas o

peligrosas clasificadas como Clase II, división

1, grupos E, F o G, como se define en la

norma NFPA 70.

Fuente. http://www.metring.com/notes/HI-10-60-MT2009.pdf

2.6.3 Código IK. Para la protección de impactos mecánicos severos, está el

sistema de codificación IK, su numeración es de dos cifras, iniciando desde 00 al

10, que es el máximo grado de protección.

Tabla 13. Grados de Protección IK.

Grado IK

IK 00

IK 01

IK 02

IK 03

IK 04

IK 05

IK 06

IK 07

IK 08

IK 09

IK 10

Energía (J)

_

0,15

0,2

0,35

0,5

0,7

1

2

5

10

20

Masa y altura de la pieza

de golpeo

_

0,2 kg

70 mm

0,2 kg

100 mm

0,2 kg

175 mm

0,2 kg

250 mm

0,2 kg

350 mm

0,5 kg

200 mm

0,5 kg

400 mm

1,7 kg

295 mm

5 kg 200 mm

5 kg 400 mm

Fuente.

http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/Archivos/rbt/guias/guia_bt_anexo_1_sep03R

1.pdf

3. ESQUEMAS

Las relaciones bidimensionales son importantes en la comprensión de la

interrelación de elementos eléctricos en las instalaciones eléctricas. El problema

en las fases de diseño, ejecución y mantenimiento se encuentra en la relación

inequívoca de dependencia entre los elementos eléctricos de un circuito.

Los esquemas eléctricos describen la relación de dependencia entre los

elementos eléctricos a través de una simbología.

Para que un esquema eléctrico cumpla su función de comunicar inequívocamente

las características de diseño y/o de ejecución de un circuito eléctrico, es necesario

conocer la norma internacional de la representación de los elementos plasmados

en el diseño. Esto se logra por medio de varias representaciones o esquemas

eléctricos, complementarios. Fundamentalmente podemos diferenciar entre

esquemas explicativos y esquemas de conexiones.

Los esquemas explicativos se elaboran para resolver los problemas de la fase de

diseño. En esta fase se deben cubrir problemas muy diversos: la estructura

general del circuito (esquema explicativo funcional); disposición física de sus

componentes (esquema explicativo de ubicación en la instalación eléctrica), y

cómo se relacionarán entre sí estos componentes eléctricos (esquema explicativo

de circuitos). Por lo general esta fase la realiza un ingeniero.

Los esquemas de conexiones están orientados a resolver los problemas de

ejecución material. Por lo general su implementación la realiza un técnico

electricista.

3.1 TIPOS BÁSICOS DE ESQUEMAS

3.1.1 Esquema funcional. El esquema explicativo funcional es un esquema de

bloques o sinóptico relacionados entre sí, que le permite al ingeniero determinar la

estructura general del circuito en la fase previa del diseño. Como se observa en la

figura 68.

Figura 68. Esquema explicativo funcional de una instalación eléctrica domiciliaria.

Fuente. http://www.uco.es/electrotecnia-etsiam/simbologia/ELECT_TEMA_1.pdf

3.1.2 Esquema explicativo de ubicación de los elementos. Define la ubicación

física de los principales componentes de la instalación. Esta información es

especialmente útil para el ingeniero en la fase de diseño, pues permite coordinar la

obra eléctrica con otros trabajos del proyecto, como la obra civil.

Figura 69. Esquema explicativo de ubicación de una instalación eléctrica

domiciliaria.


3.1.3 Esquema explicativo de circuitos. Es el más relevante en la fase de

diseño. Su objetivo es describir la forma en que se relacionarán entre sí los

dispositivos eléctricos que integran el circuito. Permitiendo comprender el

funcionamiento detallado del equipo, ejecutar el cableado y facilitar su reparación.

Debe ser por tanto muy didáctico y claro.

Los dispositivos eléctricos se representan entre dos conductores horizontales

(formato europeo) o vertical (formato americano), correspondientes a dos fases o

bien a una fase y el neutro. Cada dispositivo con función de recepción de energía

ocupa una columna en la representación.

Para los circuitos de potencia, de tipo industrial, es común diferenciar entre el

circuito de fuerza o de potencia y el circuito de mando.

3.1.3.1 El circuito de potencia. Es aquel que contiene los dispositivos de mayor

consumo de energía, es lo principal del circuito, como el motor eléctrico que se

quiere controlar. También, están los conductores y dispositivos de conmutación de

potencia, como seccionadores, contactores o interruptores y dispositivos de

protección.

Enunciando la norma IEC 60445, se adopta el siguiente referenciado:

Alimentación tetrapolar: L1 - L2 - L3 - N - PE (3 fases, neutro y tierra).

Alimentación tripolar: L1 - L2 - L3 - PE (3 fases y tierra).

Alimentación monofásica simple: L - N - PE (fase, neutro y tierra).

Alimentación monofásica compuesta: L1 - L2 - PE (2 fases y tierra).

Salidas a motores trifásicos: U - V - W - (PE) ó K - L - M - (PE).

Salidas a motores monofásicos: U - V - (PE) ó K - L - (PE).

Salidas a resistencias: A - B - C, etc.

(PE) solo si procede por el sistema de conexión de tierra empleado

3.1.3.1.1 Contactos principales. La referencia de sus bornes consta de una sola

cifra:

De 1 a 6: tripolares.

De 1 a 8: tetrapolares.

Las cifras impares se sitúan en la parte superior y la continuación se efectúa hacia

abajo y de izquierda a derecha.

Figura 70. Contactos de potencia.


3.1.3.2 El circuito de mando. Es aquel que contiene dispositivos de control y de

medición. Su alimentación es independiente y con una potencia inferior

comparada con la potencia del circuito de fuerza, permiten el control de los

dispositivos de fuerza. En algunos casos el circuito de Mando se ubica en uno o

varios tableros de control independientes. Está compuesto por: pulsadores,

lámparas de emergencia, visualizadores (voltaje-intensidad) y relés utilizados para

el control de la instalación.

Dependiendo de la complejidad del circuito, es posible dibujar ambos circuitos,

representación conjunta, o bien separar en planos diferentes, representación

desarrollada.

Gráficamente, en la representación conjunta se utilizará un trazo grueso para

representar el circuito de potencia y un trazo fino para el circuito de mando.

3.1.3.2.1 Contactos auxiliares. Las referencias de los bornes de contactos

auxiliares constan de dos cifras:

La primera cifra (cifra de las decenas) indica el número de orden del

contacto en el dispositivo. Tal número no se asocia con los contactos en el

esquema. El número 9 y el 0, se destinan para los contactos auxiliares de

los relés de protección contra sobrecargas (relés térmicos), seguidos de la

función 5-6 ó 7-8.

La segunda cifra (cifra de las unidades) indica la función del contacto

auxiliar:

1-2 = Normalmente cerrado (contacto de apertura, NC).

3-4 = Normalmente abierto (contacto de cierre, NA).

5-6 = Normalmente cerrado NC de función especial (temporizado, de paso

(con cierre momentáneo cuando su dispositivo de control se desactiva), de

disparo de un relé de prealarma, etc.

7-8 = Normalmente abierto NA de función especial (temporizado, de paso,

de disparo de un relé de prealarma, etc.).

Figura 71. Contactos auxiliares.


3.1.3.2.2 Mandos de control (bobinas). Las referencias son alfanuméricas. En

primer lugar se escribe una letra y a continuación el número de borne.

Para el control de un contactor de una sola bobina = A1 y A2

Para el control de un contactor de dos devanados = A1 y A2 para el primer

devanado, B1 y B2 para el segundo devanado.

Figura 72. Contactores con un devanado y dos devanados.

Fuente. http://www.sebyc.com/descargas/telesquemario/ManualElecTeleme.pdfç

3.1.4 Ejecución de esquemas explicativos de circuitos. Seleccionados los

elementos que conforman la instalación eléctrica y su papel en la misma, se

procede a representar gráficamente el esquema eléctrico. Respetando la

simbología para la representación de los distintos dispositivos, el circuito de

mando generalmente es dibujado debajo o a la derecha del circuito de fuerza. Si

es muy complejo, se desarrollará en diferentes planos.

El orden de representación de los elementos del circuito de Mando es: los

dispositivos de protección, los dispositivos de control (pulsadores, contactos, etc.),

los dispositivos de consumo (bobinas de relés, indicadores luminosos, etc.).

Dependiendo del estándar de representación grafica, se debe tener en cuenta,

que cada línea del circuito está enumerada de izquierda a derecha (Europeo) y

horizontalmente de arriba hacia abajo (Americano).

Las letras se escriben a la izquierda del dispositivo. Si existe más de un elemento

de la misma clase, se añadirá una cifra progresiva (de izquierda a derecha).

La identificación de un elemento que aparece representado en el circuito de

potencia y en el circuito de mando debe ser la misma.

Como aplicación de lo anterior, las figuras 73 y 74, muestran los circuitos de

potencia y de mando del arranque de un motor en estrella – triángulo, la figura 75

muestra la representación desarrollada con el estándar Americano.

Figura 73. Esquema de potencia explicativo para el arranque de un motor en

estrella–triangulo.


Figura 74. Esquema de mando para el arranque Y-∆ “Europeo”.


Figura 75. Esquema de mando para el arranque Y-∆ “Americano”.

3.1.4.1 Esquema de mando. El circuito de mando está organizado por columnas

numeradas de izquierda a derecha para el modelo Europeo, donde se ubican los

elementos receptores de las instrucciones de control. En el modelo Americano, los

elementos receptores de control están distribuidos horizontalmente numerados por

filas.

Si una bobina tiene contactos asociados distribuidos en varias columnas (modelo

Europeo) del circuito de mando, para la rápida localización de estos contactos, se

hace una matriz de dos columnas por n filas, donde n es el número de contactos

asociados. El encabezado de la primera columna se identifica por NA

(normalmente abierto) y la segunda por NC (normalmente cerrado).

Para el modelo Americano los contactos asociados se distribuyen en las filas del

circuito de Mando entre L1 y L2. Para la localización de estos contactos se

identifican numéricamente de acuerdo a la fila donde estén. En los contactos

normalmente abiertos, su asignación es el número de la fila sin ningún carácter

especial y para los contactos normalmente cerrado, su asignación es el número de

la fila acompañado de un carácter. Para mayor comprensión…ver capítulo

cuarto….

Este esquema esta integrado, con los distintos dispositivos de control y medición,

como los de protección: fusible y relé de sobrecarga; dispositivos de mando, como

los pulsadores; dispositivos auxiliares de mando, como los contactores, relés,

temporizadores, pilotos, etc. Debajo de cada bobina del contactor o relé se tiene

una tabla, que informa sobre los contactos auxiliares, bien sea normalmente

cerrados (contactos de apertura) o normalmente abiertos (contactos de cierre).

Algunos esquemas muestran la numeración de los bornes, en este ejemplo se

utilizan del 1 al 6, de este esquema se puede deducir como se debe conectar los

bornes a cada dispositivo, bien sea de mando, auxiliares de mando o de

protección.

A veces los esquemas de mando no muestra cómo esta cableado, esto se

soluciona por medio de la numeración, por ejemplo F2 utiliza 95 y 96, indicando

que se usó las terminales normalmente cerrado del relé de sobrecarga, asi

sucesivamnte en los demas dispositivos.

Figura 76. Esquema de mando.

Fuente: ASOCIACIÓN GENERAL DE ELECTRICIDAD, AEG. Manual para

esquemas de conexiones. Circuit handbook. p. 4.

3.1.4.1.1 Representación conjunta. Como ejemplo, se muestra el arranque de

un motor trifásico (220 V y 60 Hz) en la figura 77, por medio de un contactor K,

este contactor cierra sus contactos principales al ser excitada su bobina por medio

del pulsador S, interruptor permanente. Como dispositivos de protección, el fusible

F que protege el circuito de mando y el disyuntor automático Q del tipo

magnetotérmico que protege al motor.

Figura 77. Representación conjunta.


3.1.4.1.2 Representación desarrollada. Con base en la figura 77, se elabora la

representación desarrollada, figura 78.

Figura 78. Representación desarrollada simple.


Como elemento receptor final esta la bobina K del contactor en el circuito de

mando, se representa en la parte inferior, por debajo del interruptor S y el fusible

F.

En el circuito de mando se debe mantener el orden lógico de las líneas de

alimentación, si la alimentación es de fase y neutro, el neutro ocuparía la posición

inferior.

Para la representación de circuitos más complejos es útil manejar la

representación desarrollada. Modificando el circuito anterior con la adición de dos

pilotos luminosos: H1 para indicar motor en marcha, H2 para indicar motor parado

(con tensión en línea). Como consecuencia el contactor actúa también como relé

para controlar el encendido y apagado de los pilotos luminosos (H1 y H2), figura

79.

Figura 79. Representación desarrollada.


Como ejemplo de aplicación, la figura 80, muestra como se alimenta el circuito de

la bobina del contactor KM1, se abre el contacto de apertura correspondiente 21-

22 representado en otro punto del esquema y referenciado también con las

mismas siglas KM1.

Figura 80. Una representación física de un contactor y su circuito de mando.

Fuente. http://webpages.ull.es/users/jfcgomez/Normalizacion%20IEC.pdf

3.1.4.1.3 Indicaciones complementarias. Para un circuito más complejo, los

dispositivos auxiliares externos se dibujan en un cuadro de trazo discontinuo,

facilitándole al instalador determinar fácilmente el número de conductores

necesarios para su conexión, como muestra la figura 81, referenciado como (2).

Para la comprensión del esquema, las letras y las cifras que especifican la

naturaleza del dispositivo se escriben con un guión, a la izquierda y

horizontalmente. Mientras que el marcado de sus bornes se escribe a la izquierda

pero de manera ascendente, como muestra la figura 81, referenciado como (3).

Para esquemas complejos, resulta difícil encontrar todos los contactos de un

mismo dispositivo, por lo tanto el esquema desarrollado va acompañado de un

referenciado numérico de cada línea vertical. Las referencias numéricas de los

contactos se escriben en la parte inferior de los mandos de control que los

accionan, en la columna de la izquierda se encuentra los bornes y el tipo de

contacto, como muestra la figura 81, referenciado como (4), por ejemplo mire el

relé KA1, tiene dos contactos auxiliares, que son: “2.13” que indica que está en la

hoja o el plano número dos y en la columna 13 del plano, que es un contacto

normalmente cerrado por el digito de unidades 21-22. “2.5” que indica que está en

la hoja o el plano número dos y en la columna 5, que es un contacto temporizado

normalmente abierto por el digito de unidades 57-58. Si el esquema comprende

más de un plano, por ejemplo mire el contactor KM1, tiene los contacto principales

o de potencia (1.2, 1.3, 5.6) en la hoja o el plano número 1, pero además indica en

que columna están tales contactos principales, significa que el contacto “1.2” está

en la hoja uno y en la columna 5 (1.5). Por lo tanto en la parte inferior los números

de la columna de la izquierda indican el tipo de contacto y la columna de derecha

indica en que plano y columna están los contactos.

También si el conductor en el esquema alimenta a más dispositivos que no están

en un plano se debe indicar la proyección del conductor al plano que sigue, y lo

mismo se debe hacer en el plano donde se proyectó indicar el conductor de que

plano viene, a esto se le denomina correspondencia entre planos como muestra la

figura 82.

Figura 81. Esquema desarrollado.


Figura 82. Correspondencia entre planos.


3.1.5 Esquema de conexiones o realización. Se elaboran para resolver los

problemas de conexiones. Su destinatario es el técnico electricista encargado de

la ejecución de la obra. Allí se determina la cantidad de conductores, su

distribución y cómo conectarlos a un respectivo equipo.

3.1.5.1 Esquema sencillo. Representa los elementos primordiales sin la

necesidad de conductores auxiliares, figura 83.

La representación unifilar significa la agrupación de varios conductores en un solo

trazo.

Es posible representar el circuito de potencia en forma unifilar o multifilar. La

representación unifilar sólo debe utilizarse en los casos más simples, por ejemplo,

arrancadores directos, arrancadores de motores de dos devanados, etc.

En la representación unifilar, el número de trazos oblicuos que cruzan el trazo que

representa las conexiones indica el número de conductores similares (figura 83).

Por ejemplo:

Dos en el caso de una red monofásica.

Tres en el caso de una red trifásica.

Las características eléctricas de cada receptor se indican en el esquema, si éste

es simple, o en la nomenclatura. De este modo, el usuario puede determinar la

sección de cada conductor.

Las bornes de conexión de los aparatos externos al equipo se representan

igualmente sobre el trazado.

Figura 83. Representación unifilar de un circuito de potencia.


En la representación multifilar cada conductor es representado por un trazo

independiente.

3.1.5.2. Esquema general de conexiones. Representa la conexión con todos los

detalles y conductores. Representado en la figura 84, basados en la figura 76.

Figura 84. Esquema general de conexiones.

Fuente: ASOCIACIÓN GENERAL DE ELECTRICIDAD, AEG. Manual para esquemas de conexiones. Circuit handbook. p. 4.

3.1.5.3. Esquemas de conexiones en montaje. Representa los conductores y

punto de conexión dentro de un aparato o entre aparatos que forman un equipo.

Este esquema visualiza la disposición de los dispositivos de acuerdo con su

situacion real. Por lo tanto, este esquema es de gran ayuda durante la

construcción, figura 85.

Figura 85. Esquema de conexiones de montaje.

Fuente: ASOCIACIÓN GENERAL DE ELECTRICIDAD, AEG. Manual para

esquemas de conexiones. Circuit handbook. p. 4.

3.2 NUMERACIÓN DE TERMINALES Y CONDUCTORES

Para una mayor comprensión de un circuito de mando, se usa la numeración de

los conductores que alimentan a los diferentes dispositivos en el circuito de

mando.

Como el circuito de mando, tiene mayor número de conductores, la numeración es

fundamental. La figura 86, representa el arranque de un motor Y-∆, la numeración

de los conductores inicia en la esquina superior izquierda y avanza según

descendemos hacia la derecha.

Figura 86. Esquema de mando europeo para el arranque de un motor en Estrella-

Triángulo. Identificación de conductores.


Para el caso del modelo Americano, la figura 87, representa el arranque de un

motor Y-∆, y la numeración de los conductores inicia en la fila superior izquierda y

continua hacia la derecha avanzando según descendemos.

Figura 87. Esquema de mando americano para el arranque de un motor en

Estrella-Triangulo. Identificación de conductores.

3.3 ORGANIZACIÓN DE TABLEROS

Los dispositivos del circuito de mando se alojan físicamente en uno o varios

tableros de maniobra, conectados entre sí y/o con los dispositivos del circuito de

fuerza. Esta conexión se hace mediante borneras, adecuadamente enumerados

para evitar los errores de conexión, estas borneras son accesibles exteriormente

en los tableros de maniobra.

La numeración de los borneras debe ser la misma que ha sido asignado en la fase

de diseño para los distintos tableros eléctricos que contienen los dispositivos del

circuito. Para el ejemplo del arranque de un motor Y-∆ de la figura 88, se ha

decidido asignar dos tableros, uno es el de maniobra, este posee una bornera que

se designa como X2, contiene los pulsadores S1, S2 y S3. El segundo tablero

contiene la protección F y los contactores K1, K2 y K3, llamado tablero principal,

también con una bornera, denominada X1.

3.3.1 Identificación de borneras. Referenciado los bornes de las borneras, se

separan las borneras de conexión que como mínimo existan dos grupos; uno para

los circuitos de control y el otro grupo para los circuitos de potencia. Cada grupo

de bornes (denominado bornera), se identificará con un nombre distinto con un

código alfanumérico cuya primera letra es „X‟ acompañada por un número del

grupo (Ej.: X1.1, X1.2, X1.3, etc.).

Circuitos de control

En cada grupo de bornes, la numeración es progresiva de izquierda a derecha, o

de arriba hacia abajo, iniciando desde 1 hasta n.

Ejemplo:

Bornera X1: número de bornes = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,.... n.

Bornera X2: número de bornes = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,.....n

Ya asignados los dispositivos eléctricos a un tablero, se identifican qué

conductores deben salir de un tablero para ir a otro.

La figura 88, muestra este proceso. Como primer paso están en rojo los símbolos

de los dispositivos del tablero X2. Segundo paso están en negro los dispositivos

del tablero X1. Los dispositivos F y S3 pertenecen a tableros diferentes, esto

indica que en el conductor de empalme se debe marcar la existencia de una

conexión a través de bornes, los bornes a utilizar son el borne 1 del tablero X1 y el

borne 1 del tablero X2, escribiendo al lado del símbolo X1.1 y X2.1. Ahora S3 y el

contacto NA K1 son de diferentes tableros, los bornes a utilizar son el borne 2 del

tablero X2 y el borne 2 del tablero X1, escribiendo al lado del símbolo X2.2 y X1.2.

S1 y K1 son de tableros diferentes, los bornes a utilizar son el borne 3 del tablero

X1 y el borne 3 del tablero X2, escribiendo al lado del símbolo X1.3 y X2.3. Los

dispositivos S1 y el contacto NA K2, los bornes a utilizar son el borne 4 del tablero

X2 y el borne 4 del tablero X1, escribiendo al lado del símbolo X2.4 y X1.4. S2

“NC” y el contacto NC K2, los bornes a utilizar son el borne 5 del tablero X2 y el

borne 5 del tablero X1, escribiendo al lado del símbolo X2.5 y X1.5. S2 “NA” y

contacto NA K2, los bornes a utilizar son el borne 6 del tablero X2 y el borne 6 del

tablero X1, escribiendo al lado del símbolo X2.6 y X1.6. Para una mejor

comprensión, como en lo anterior no se utiliza K3, ¿qué pasó?, este se empalma

internamente con el contacto NA de K2.

Figura 88. Esquema de mando para el arranque de un motor en estrella-triangulo.

Identificación de bornes.

Figura 89. Modo de conexión entre borneras

De acuerdo a la norma IEC 50757, para cablear entre borneras, se debe emplear

un color normalizado en el conductor de acuerdo al tipo de señal, si es señal

sinusoidal el conductor es de color rojo y si la señal es corriente directa el

conductor es de color azul.

3.4 SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS EN ESQUEMAS

Todos los equipos que componen un equipo de automatismos se identifican

mediante una letra (a veces dos) que identifica su función, referenciadas de la

norma IEC 61346-2 o DIN 40 719 2.

Tabla 14. Sistema de identificación de los elementos en esquemas.

Referencia Dispositivos

A Conjuntos y subconjuntos funcionales de serie.

Amplificador de tubos o transistores, amplificador magnético, regulador de velocidad, autómatas programables

B Transductores de magnitudes eléctricas

Convertidores de señales no eléctricas a eléctricas y viceversa. Par termoeléctrico, detector termoeléctrico, detector fotoeléctrico, dinamómetro eléctrico, transductores de presión o temperatura, detectores de proximidad.

C Condensadores

D Operadores binarios, dispositivos de temporización y de puesta en memoria

Dispositivos de la técnica y digital de mando, regulación y cómputo, circuitos integrados con funciones binarias y digitales. Operadores combinatorios, interruptores de décadas, línea de retardo, relés biestables, relés monoestables, grabador, memoria magnética.

E Materiales varios Alumbrado, calefacción, elementos no incluidos en esta tabla

F Dispositivos de protección

Fusibles, limitador de sobretensión, pararrayos, relé de protección de máxima corriente, relé de protección de umbral de tensión, protección Bucholz, disyuntores metálicos y disyuntores magnéticos.

Tabla 14. (Continuación).

G Generadores, dispositivos de alimentación.

Generadores rotativos, alternador, convertidor rotativo de frecuencia, baterías, generadores estáticos y convertidores, instalaciones abastecedoras de corriente, batería oscilador, oscilador de cuarzo, inversores.

H Dispositivos de señalización

Elementos ópticos y acústicos de avisos. Lámparas de señales, elementos para el sistema de comunicación de tiempos y peligros.

K Relés de automatismos y contactores en general

Relés y contactores. (se utiliza KA y KM en los automatismos importantes)

KA Relés de automatismos y contactores auxiliares

Contactor auxiliar de temporización, todo tipo de relés

KM Contactores de potencia. Contactores de motores o resistencias

L Inductancias Bobina de inducción, bobina de bloqueo.

M Motores

N Dispositivos de la técnica analógica de mando y regulación.

Amplificadores, reguladores electrónicos y electromecánicos, amplificadores operacionales, circuitos integrados con funciones analógicas, transductores,

P Instrumentos de medida y de control.

Aparatos de medida de indicación y registro analógico, binario y digital (indicadores, registradores, contadores), contadores mecánicos, aparatos visualizadores de datos simuladores adaptadores de control, registradores, contadores, y relojes.

Q Aparatos mecánicos de conexión para circuitos de potencia

Disyuntores magnetotérmicos, interruptores básicos, seccionadores, interruptores diferenciales, interruptores de potencia, conmutadores estrella-triangulo, guarda motores.

R Resistencias Resistencias regulables, potenciómetro, reóstato, resistencia en derivación, termistancia, resistencia fija de freno.

S Aparatos mecánicos de accionamiento manual para conexión de circuitos de control.

Interruptores de mando, pulsadores, finales de carrera, conmutadores, selectores, conmutador numérico.

Tabla 14. (Continuación).

T Transformadores Transformador de tensión, transformador de intensidad, transformador de alimentación.

U Moduladores y convertidores de magnitudes eléctricas a otras magnitudes eléctricas.

Convertidores de frecuencia, variadores de velocidad electrónicos, discriminador, demodulador, codificador, convertidor-rectificador, ondulador autónomo, convertidor digital – analógico, separadores de señal, convertidores de corriente continua, convertidor paralelo – serie, aparatos de mando a distancia.

V Tubos electrónicos semiconductores

Tubo de vacío, tubo de gas, tubo de descarga (ej.: neón), lámparas de descarga, válvulas electrónicas, diodo, transistor, tiristor, rectificador.

W Vías de transmisión, guías de ondas, antenas.

Hilos de conexión, cables, barras colectoras, guía – ondas, dipolo, antenas parabólicas, conductores ópticos, conductores coaxiales, radiotransmisión direccional y vías de comunicación por cable en M.F.

X Regleteros de bornes, clavijas, zócalos

Enchufes, cajas de bornes de separación, clavija de prueba, regletas de bornes, salida de soldadura, distribuciones de señales.

Y Aparatos mecánicos accionados eléctricamente

Electrofreno, embrague, electroválvula, electroimán, aparatos de elevación, accionamiento de reguladores, bloqueo mecánico, potenciómetros a motor, imanes permanentes, impresoras, plotters.

Z Cargas correctivas, transformadores diferenciales, filtros correctores, limitadores

Terminales, bobinas hibridas, filtros, atenuadores, limitadores, dispositivos compensadores, terminales híbridos. Líneas artificiales, reguladores de nivel, filtros de cristal, filtros R/C y L/C, dispositivos antiparásitos y supresores del arco.


Nota:

El número delante de la letra de función es de libre elección. Para facilitar el

mantenimiento y la comprensión de los circuitos, y sobre todo en el caso de

tableros de automatismos con gran cantidad de dispositivos, entonces se asigna

un número identificativo para cada equipo eléctrico completo, y luego representar

todos los dispositivos referentes al mismo equipo con su letra de función

correspondiente seguida del mismo número identificativo. El dispositivo puede

pertenecer a una serie de números codificada que indica en qué tipo de máquina

se encuentra.

Tabla 15. Número identificativo de cada motor.

Equipo Motor Tipo de

arranque

Identificador

de motor

nº de

equipo

TRITURADORA

Motor triturador

E-T,

Estrella -

Triangulo

100 1

Motor zaranda

de finos

D

Directo 101 1

TRANSPORTE Cinta

transportadora 1

D

Directo 102 2


Tabla 16. Equipo 1: trituradora.

Identificador Elemento

Q1.100.1 Disyuntor magnetotérmico.

Q2.100.1 Interruptor diferencial

KM1.100.1 Contactor de estrella (arranque E-T)

KM2.100.1 Contactor de línea (arranque E-T)

KM3.100.1 Contactor de triángulo (arranque E-T)

M100.1 Motor triturador


La escritura ordenada de los números de los contactores E-T, indican el orden de

la secuencia de conexión de cada uno de ellos; primero se activa el contactor de

estrella (1), después se activa el contactor de línea (2) y por último se desactiva el

de estrella y se activa el de triángulo (3).

Tabla 17. Equipo 2: transporte.

Identificador Elemento

F102.2 Cortacircuitos fusibles

KM102.2 Contactor potencia motor

M102.2 Motor cinta transportadora


4. DISEÑO

El control está dividido en dos partes, una parte referida al control de mando y la

segunda parte se refiere al control de la potencia.

Para el diseño en detalle, el cableado es debidamente ordenado con el uso de

borneras y regletas. La lógica cableada maneja la lógica tradicional “verdadero” o

“falso”, donde verdadero significa un relé energizado “ON” y para los contactos,

verdadero es el estado de cerrado, para el significado falso, el relé debe estar

desenergizado y el contacto estar en estado abierto “OFF”.

Una técnica muy útil es la interdependencia de variables para evitar la excitación

simultánea de variables. Como característica principal de un esquema de Mando,

las soluciones deben ser claras y sin posibilidad de incertidumbre.

Los circuitos de control pueden ser representados gráficamente de varias

maneras. Uno de los enfoques más comunes es utilizar los diagramas de lógica

de control, que manejan los símbolos comunes, para representar los componentes

de control. Sin olvidar que los símbolos de control, varían de acuerdo al estándar

de referencia, que se seleccione para la representación del esquema de control.

4.1 CONTACTOS

Son incorporados para controlar el flujo de corriente a otros componentes de

control. Cuando están en operación, un contacto abierto, es una condición que

bloquea el flujo de corriente. Un contacto cerrado, es una condición que permite el

flujo de corriente. Los Diagramas de lógica de control, no pueden mostrar el

funcionamiento dinámico de los contactos. En cambio, estos diagramas muestran

los contactos, ya sea como normalmente abierto (NA), o normalmente cerrados

(NC), figura 90.

Figura 90. Representación de contactos auxiliares.

El método estandarizado de mostrar los contactos, es para indicar la condición del

circuito cuando el dispositivo de accionamiento se encuentra en el estado natural o

de desenergización.

Por ejemplo, en la figura 91, los contactos son parte de un relé. Los contactos se

muestran como normalmente abierto para indicar que, cuando no hay energía

aplicada a la bobina del relé, los contactos están abiertos. Con los contactos

abiertos, no hay flujo de corriente para encender el bombillo.

Figura 91. Representación de rele desenergizado.

Fuente. http://www3.sea.siemens.com/step/flash/components/index.htm

4.1.1 Contacto normalmente abierto NA. A veces en un diagrama de lógica de

control los contactos e interruptores se muestran en su estado activado (ON), para

fines de explicación.

Por ejemplo, en la siguiente figura 92 el primer circuito muestra el contacto en su

estado natural. Cuando el relé se energiza, se produce el cierre de contactos para

que haya un flujo de corriente e ilumine el bombillo, como se observa en el

segundo circuito.

Figura 92. Activación de un contacto normalmente abierto.


4.1.2 Contacto normalmente cerrado NC. En la figura 93, cuando el relé está

desactivado, los contactos normalmente cerrados (NC), se mantienen en su

estado natural, existiendo un flujo de corriente el cual enciende el bombillo.

Cuando se activa el relé, el contacto NC pasa a ser el contacto NA, por ende no

hay un camino para que circule la corriente produciendo la desenergización del

bombillo.

Figura 93. Activación de un contacto normalmente cerrado.


4.2 INTERRUPTORES

Son también utilizados en circuitos de control. Los interruptores pueden ser

normalmente abiertos o normalmente cerrados y requieren de otro dispositivo o

acción para cambiar su estado. En el caso de un interruptor manual, un operador

tiene que cambiar la posición del interruptor. El interruptor se considera en su

estado natural cuando no se ha actuado sobre este.

Los símbolos de los interruptores son para indicar si el interruptor tiene una

trayectoria abierta o cerrada para el flujo de corriente. Las variaciones de este

símbolo se utilizan para representar los interruptores de posición, los interruptores

de pie, los interruptores de presión, los interruptores de temperatura-activados,

los interruptores de flujo, y los interruptores de selector. Los interruptores, como

contactos, requieren otro dispositivo o una acción para cambiar su estado.

Figura 94. Representación de interruptores.


4.2.1 Interruptor normalmente abierto. En la figura 95, una batería está

conectada a un lado de un interruptor normalmente abierto. Una lámpara está

conectada con el otro terminal del interruptor. Cuando el interruptor está abierto, la

corriente no puede fluir a través del bombillo. Si un operario cierra el interruptor,

cierra el camino para el flujo de corriente, encendiendo el bombillo.

Figura 95. Acción de cerrar un interruptor.


4.2.2 Interruptor normamente cerrado. En la figura 96, una batería está

conectada a un lado de un interruptor normalmente cerrado. Una lámpara está

conectada con el otro terminal del interruptor. La corriente fluye a través de la

lámpara cuando el interruptor está en su estado natural cerrado. Cuando alguien

abre el interruptor, la trayectoria del flujo de corriente se rompe, el bombillo se

apaga.

Figura 96. Acción de abrir un interruptor.


4.3 PULSADORES.

Los contactos de un pulsador momentáneo cambia de estado, abierto a cerrado o

viceversa, cuando se presiona sobre este. Ellos vuelven a su estado natural tan

pronto como se suelta el pulsador.

Los pulsadores son manuales, por lo tanto un operario tiene que cambiar la

posición del pulsador. Un pulsador se representa en su estado normal cuando no

se ha actuado sobre este.

Figura 97. Representación de pulsadores.

4.3.1 Pulsador normalmente abierto. En la figura 98, una batería está

conectada a un lado de un pulsador normalmente abierto, y un bombillo se

conecta a la otra parte. Cuando se presiona el pulsador, la corriente fluye a través

del pulsador, y el bombillo se enciende.

Figura 98. Acción de cerrar un pulsador.


4.3.2 Pulsador normamente cerrado. En la figura 99, la corriente fluye para que

el bombillo este encendido mientras el pulsador no sea presionado. Cuando el

botón es presionado, se interrumpe el flujo de corriente y el bombillo se apaga.

Figura 99. Acción de abrir un pulsador.


4.4 LA BOBINA

Los arrancadores de motor, contactores y relés son ejemplos de dispositivos de

contactos de apertura y cierre electromagnético. En el campo del

electromagnetismo estos dispositivos son llamados bobinas.

Una bobina es comúnmente simbolizada por un círculo con letras y números en el

interior. Las letras a menudo representan el tipo de dispositivo, como M para el

arranque de motor o un K para el relé de control, ver tabla 14, del capítulo 3 de

esquemas. Un número se agrega a menudo al diseño para diferenciar un

dispositivo a otro.

Los contactos controlados por una bobina se etiquetan con la misma letra y

número como la bobina, de modo que es fácil saber qué contactos están

controlados por cada bobina. Una bobina, con frecuencia controla múltiples

contactos y cada contacto puede ser normalmente abierto o normalmente cerrado.

Figura 100. Representación de bobinas.

Ejemplo. En la figura 101, una bobina usando contactos normamente abiertos, los

contactos “M” están en serie con el motor, estos son controlados por el contactor

de la bobina “M”. El cierre del interruptor S, permite que la corriente fluya a través

del interruptor y la bobina del contactor “M”. La bobina del contactor “M” se

energiza, produciendo el cierre de los contactos “M”, por lo tanto la corriente fluye

al motor.

Figura 101. Energización de un motor.


4.5 EL RELÉ DE SOBRECARGA

Los relés de sobrecarga se utilizan para proteger los motores contra el

recalentamiento. Esto se puede causar por una sobrecarga en la maquinaria,

tensión de línea baja, o una fase abierta en un sistema trifásico. Cuando el motor

consume más potencia de lo normal en un determinado tiempo, el relé de

sobrecarga se abre y el motor se desconecta de la fuente de alimentación.

Figura 102. Representación del rele de sobrecarga.


4.6 PILOTOS

Un indicador luminoso, frecuentemente se refiere como una luz piloto, es una

pequeña luz eléctrica que sirve para indicar una condición específica de un

circuito. De acuerdo a la norma UNE-EN 60204-1, para mejor claridad diríjase

al…capítulo 2 de dispositivos de control…, ver tabla 7.

Tabla 18. Representación y simbologia de un piloto.

4.7 REPRESENTACIÓN DE LOS CIRCUITOS DE POTENCIA Y CONTROL

El Diagrama de línea se compone de dos tipos de circuitos, circuitos de control y

circuitos de potencia. Dentro de un esquema de línea, el cableado del circuito de

Control está representado por una línea suave y el cableado del circuito de

Potencia está representado por una línea gruesa. Un pequeño punto o nodo en la

intersección de dos o más cables indica una conexión eléctrica.

Figura 103. Identificación de cables.


En la figura 104, se muestra el diagrama de contactos con los simbolos y el

diagrama físico de cada componente, para ilustrar el aspecto real de estas y su

representación.

Se observa en el diagrama de línea, que las líneas gruesas y oscuras L1 y L2

representan la alimentación (de fuerza), al circuito; el voltaje de alimentación se

debe indicar en alguna parte del circuito.

Figura 104. Diagrama de línea o escalera que consiste de una serie de símbolos

interconectados.

A. Pulsador de contacto momentaneo. Cuando se oprime el botón, abre los

contactos .

B. Los contactos auxiliares operan cuando la bobina se energiza. En este caso

los contactos normalmente cerrados (NC), se abren y los contactos

normalmente abiertos (NA), se cierran

C. Contactos del relevador de sobrecarga (uno o mas dependiendo de la

construcción del arrancador).

D. Punto de unión.

E. La línea de alimentación se simboliza por líneas gruesas.

F. Fusible, representado con la letra F.

G. Piloto, representado con la letra H.

El diagrama de línea indica en un tiempo relativamente corto, una serie de

información que se relaciona y que podría tomar muchas palabras para su

explicación. El diagrama de línea muestra basicamente dos cosas: (1), la fuente

de alimentación (que se muestra control o potencia), (2), cómo fluye la corriente a

través de las distintas partes del circuito, como son: estaciones de botones,

contactos, bobinas, etcétera, que se muestran en los diagramas, por lo general

con líneas mas delgadas.

Figura 105. Flujo de corriente en un diagrama de línea.

El diagrama de línea esta orientado a mostrar la parte de los circuitos que es

necesaria para la operación del controlador. Además, debe proporcionar

simplicidad haciendo énfasis únicamente en la operación del circuito de control.

También es conocido como Diagrama de contactos (LD, Ladder Diagram). El

lenguaje gráfico LD, es sin duda el más utilizado para programar autómatas, ya

que la simbología utilizada, es parecida a los esquemas eléctricos empleados en

instalaciones eléctricas con relés o contactores.

4.8 ELABORACIÓN DE UN AUTOMATISMO

El cuadro 3, muestra un procedimiento general para la elaboración de

automatismos.

Cuadro 3. Proceso para la elaboración de automatismos.

Fuente: PORRAS Alejandro, MONTANERO Antonio. Autómatas Programables.

Madrid. Mc Graw Hill, 1990. 4 p.

Los pasos para la elaboración de un automatismo son:

Estudio previo. Conocer en detalle las características, el funcionamiento,

etc., de la máquina o proceso automatizar. Esto está en las

especificaciones funcionales.

Estudio técnico-económico. A la parte técnica de las especificaciones del

automatismo, dispositivos, su comportamiento en el sistema. En esta fase

se debe conocer el costo económico asignado al automatismo, para no caer

en el error de elaborar un buen automatismo en la parte técnica, pero

inviable financieramente.

Decisión final. Analizar detenidamente las dos lógicas de realización de

automatismo.

4.8.1 Secciones de un esquema eléctrico. Todos los circuitos eléctricos están

compuestos de tres secciones básicas.

4.8.1.1 Señal. Manual-Mecánica-Automática. Señal de parada o arranque del

circuito de control.

4.8.1.2 Decisión. Los circuitos de decisión, determinan que trabajo debe hacerse

y en que orden debe ocurrir.

4.8.1.3 Acción. Una vez la señal fue generada y la decisión fue hecha en un

circuito, un tipo de acción resultará.

4.8.2 Proceso en la elaboración de un esquema con lógica cableada. El

cuadro 4, muestra un procedimiento general para la elaboración de automatismos

con lógica cableada, el procedimiento se resume a continuación:

Conocimiento en detalle las características, el funcionamiento, etc., de la

máquina o proceso automatizar. Esto está en la documentación del proceso

y su correcta interpretación.

Realización de los esquemas de potencia y de mando, de acuerdo a las

especificaciones de los dispositivos.

Realización de un diagrama de tiempos, para mirar el funcionamiento del

diseño y comprobar si es lo que el automatismo requiere.

Ya con el debido funcionamiento se procede a hacer el montaje y las

pruebas pertinentes al montaje.

Finalmente la puesta en marcha.

Cuadro 4. Proceso para la elaboración de un automatismo con lógica cableada.

Fuente: PORRAS Alejandro, MONTANERO Antonio. Autómatas Programables.

Madrid. Mc Graw Hill, 1990. 7 p.

4.9 ELABORACIÓN DE ESQUEMAS DE MANDO.

Las opciones para la elaboración de esquemas se puede dividir en:

4.9.1 El método puramente intuitivo. Este método es la facilidad de comprender

el problema instantáneamente o bien sea por la experiencia.

4.9.2 El método sistematico. Este método se basan en un conjunto de

instrucciones generales para la elaboracion de un esquema, donde se garantiza el

desarrollo funcional y correcto.

4.9.2.1 Reglas básicas de un diagrama o esquema. Representar las

conexiones siempre en estado desconectado y sin circulación de corriente.

Ordenar los simbolos de acuerdo al tipo de esquema, es decir, el esquema

americano horizontalmente; el esquema europeo verticalmente.

La denominación de los elementos y bornes debe quedar a la izquierda del

simbolo, cuando es necesario para cablear, todo esto se cumple para el esquema

europeo, norma IEC 61082.

4.9.2.1.1 Una bobina no puede estar conectada directamente de la barra de

inicio. En tal caso es necesario interponer un contacto abierto o cerrado.

Figura 106. La bobina no puede estar conectada directamente de la barra de

inicio.

4.9.2.1.2 A la derecha de una bobina no es posible ubicar ningún contacto

auxiliar. Debido a que todas las cargas se conectan a L2 o a N.

Figura 107. Una bobina y un contacto auxiliar.

4.9.2.1.3 Es posible colocar en paralelo dos o más bobinas, pero nunca en

serie. Las cargas del control no están conectadas generalmente en serie. Por dos

razones:

Si las cargas están conectadas en serie, la falta de una carga

inhabilitará a la otra, porque no hay circulación de corriente a través de

la carga defectuosa.

Si las cargas están conectadas en serie, la tensión será dividida entre

ellas. Condicionando que cualquiera o ambas cargas no funcionen. La

figura 108, muestra una conexión de serie incorrecta y una conexión

paralela apropiada de dos relés.

Figura 108. Dos bobinas en serie y dos bobinas en paralelo.


4.9.2.1.4 Los dispositivos de control se conectan entre L1 y la bobina de

operación.

Figura 109. Dispositivos de control.


4.9.2.1.5 Se deben colocar dispostivos de protección en un circuito de

mando. Tales como: el fusible (F) y los contactos auxiliares del relé de sobre

carga (OL). El contacto auxiliar del relé de sobrecarga (OL), se conecta entre la

bobina y L2 o N, de acuerdo a interpretación de la norma NTC 2050, sección 430.

En el esquema Europeo, el relé de sobrecarga se ubica después del fusible, lo

cual debe ser revisado. Observar figuras 110 y 111.

Figura 110. Dispositivos de protección en el esquema americano.

Figura 111. Dispositivos de protección en el esquema europeo.

4.9.2.1.6 Cada línea y los contactos auxiliares de cada bobina deben ser

numerados. Los contactos de cada bobina deben identificarse con un número y

una marca, si es normalmente cerrado y solo con un número si es normalmente

abierto, para el esquema americano. En el esquema europeo se numeran las

columnas y debajo de cada bobina de un contactor o relé, se muestra una tabla

que informa sobre los contactos auxiliares y su disposición en el diagrama.

Figura 112. Numeración de cada fila esquema americano.

Figura 113. Numeración de cada columna esquema europeo.

4.9.2.1.7 Funcionamiento incierto (carrera de contactos). En los esquemas de

lógica cableada, se pueden presentar funcionamientos inciertos, lo cual es un mal

diseño. En el ejemplo a continuación, ver figura 114, cuando se pulsa S1, el relé

KM recibe un impulso de breve duración de excitación, ya que el contacto NC en

serie se abrirá rápidamente, pero no sabiendo si el contacto NA en paralelo, se

alcance a cerrar y autoalimente la bobina.

Figura 114. Funcionamiento incierto.

Como el funcionamiento del esquema de la figura 114, es dudoso, debido a que el

sistema responde a las reacciones electromecánicas de los contactos auxiliares,

creando diferentes resultados, por lo tanto no es apto para formar parte de un

esquema de mando, donde las soluciones deben ser taxativas e inequívocas.

4.9.2.1.8 Autoalimentación. Para energizar el contactor KM de la figura 115 se

pulsa S1, la energización de KM hace cambiar el estado de sus contactos

auxiliares normalmente abiertos a cerrados. Un contacto auxiliar NA que esta en la

línea 2, permite la retención de la variable de entrada, lo cual hace función

memoria; el otro contacto auxiliar NA que esta en la línea 3 energiza al piloto H1.

Como técnica se incorpora un borrado de memoria (reset), de esta variable

retenida para permitir restablecerla en cualquier caso, entonces se incorpora esta

posibilidad por medio de un pulsador S2, figura 116.

Figura 115. Autoalimentación.

Figura 116. Borrado de memoria.

4.9.2.1.9 Aumentar la capacidad de monitoreo del sistema. Se puede proceder

a la incorporación de contactos auxiliares vinculados al contactor con lámparas de

señalización, indicando los estados de la máquina puesta en marcha o parada,

como se muestra en la figura 117.

Figura 117. Monitoreo del sistema.

4.9.2.1.10 Interdependencia de variables. Una técnica de mucha utilidad es la

que permite la interdependencia de variables para evitar la excitación simultánea

de variables, como muestra la figura 118, dos contactores que no deben excitarse

simultáneamente.

Figura 118. Interdependencia de variables.

4.9.2.1.11 Descripción del funcionamiento. La descripción debe facilitar el

entendimiento del modo de funcionamiento eléctrico y verificar su correcta

operación, de acuerdo al diseño que se quiere.

Figura 119. Esquema de mando.

Las líneas estan numeradas en forma consecutiva hacia abajo en el lado

izquierdo (L1).

Cada línea de conexión da un número de identificación único.

Las salidas se pueden identificar por su función sobre la derecha, indicando

con notas o números.

Un sistema de identificación cruzada se incluye a la derecha. Los contactos

asociados con las líneas de la bobina o salida se identifican por la localización

de la línea. En la figura 119, el número 3 a la dercha de la línea 1, indica que

un contacto normalmente abierto NA del relé K1 (la bobina sobre la línea 1),

está localizado sobre la línea 3. Para el contacto auxiliar normalmente cerrado

del relé K2, esta en la fila 5 del esquema, se marca con una barra sobre el

número.

En general, los contactos auxiliares normalmente cerrado, el número puede

tener un asterisco, una barra sobre él mismo, tachar el número o bien un

subguión, .

El diagrama de escalera de la figura 119, tiene este modo de funcionamiento:

Secuencia Natural

Todos los interruptores (S1, S2 y S3) estan abiertos, ambas bobinas están

desenergizadas (OFF).

Se cierra el interrupotor S1, o el interruptor S2 o ambos, entonces: el relé K1 se

energiza.

Sobre la línea 3,el contacto auxiliar de K1, se cierra, permitiendo el flujo de

corriente en la línea 3, el relé K2 aún esta desenergizado.

Cerrando el interruptor S3, se energizan: el relé K2 y la lámpra piloto H1. El relé

cambia el estado de su contacto auxiliar de normalmente cerrado a

normalmente abierto en la linea 5, produciendo la desenergización al piloto H2.

Abriendo los interruptores S1 y S2 se desernergiza el circuito de control en su

totalidad.

Secuencia alternativa

Se actua sobre el interruptor S3 y no produce energización, porque antes existe

en la misma linea 3, un contacto auxiliar NA, lo que causa un circuito abierto.

Abriendo el interruptor S3 cuando todo está energizado, unicamente se

desenergizan el relé K2 y H1.

4.9.2.1.12 Bobina de salida. El circuito de control, puede tener varios dispositivos

de control, pero en cada línea o columna del esquema solo puede tener una

bobina de salida.

4.9.2.1.13 El orden de apertura o cierre de contactos auxiliares (carrera de

contactos). Para la fase de diseño, deben tenerse en cuenta que los tiempos de

operación de los contactos NA y NC son diferentes. Es decir, cuando se energiza

un relé, se abren primero los contactos normalmente cerrados y un instante

después se cierran los contactos normalmente abiertos. Para un buen diseño debe

tenerse en cuenta el orden de operación de los contactos auxiliares, debido a que

se presta a malas interpretaciones o funcionamientos inciertos. Esto se soluciona

utilizando un mayor número de relés, o diseñando una lógica adecuada.

4.9.2.1.14 Contactos de apertura y cierre. De acuerdo con el punto anterior, los

contactos auxiliares de apertura se utilizan para desenergizar las bobinas de los

relés y los contactos auxiliares de cierre se utilizan para energizar las bobinas de

los relés. Esto se traduce a una correcta secuencia de operación, de acuerdo al

diseño.

4.9.2.1.15 El esquema de mando. Está compuesto por un conjunto de símbolos

que representan los dispositivos de control.

4.10 FUNCIONES LÓGICAS.

Los controles de un circuito son funciones lógicas o combinación de funciones

lógicas.

4.10.1 Función Y “AND”. Esta función lógica en diagrama de contactos, significa

la conexión de contactos en serie. La salida de la función Y “AND” sólo adopta el

estado 1 si todas las entradas están cerradas.

Figura 120. Función Y “AND”.

Tabla 19. Tabla de verdad de la función Y “AND”

Entrada 1. Entrada 2. Salida

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

4.10.2 Función O “OR”. Esta función lógica en diagrama de contactos, significa

la conexión de contactos en paralelo. La salida de la función O “OR” adopta el

estado 1 si por lo menos una entrada está cerrada.

Figura 121. Función O “OR”.

Tabla 20. Tabla de verdad de la función O “OR”.


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

4.10.3 Función Y combinada con O. Es la combinación de las dos funciones

anteriores.

Figura 122. Función Y combinada con O.

Tabla 21. Tabla de verdad de la función Y combinada con O.

Entrada 3. Entrada 2. Entrada 1 Salida

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 1

4.10.4 Función NO “NOT”. La salida adopta el estado 1 si la entrada tiene el

estado 0.

Si un contacto NC fuera intercambiado por el NA, la función lógica cambia.

Ejemplo la luz de un refrigerador.

Figura 123. Función NO “NOT”.

Tabla 22. Tabla de verdad de la función NO “NOT”.

Entrada 1 Salida

0 1

1 0

4.10.5 Función NO-O “NOR”. La salida de la función NO-O (NOR) sólo adopta el

estado 1 si todas las entradas están abiertas. Tan pronto como se activa una de

las entradas o se cierra, se desactiva la salida.

Una aplicación práctica de la operación lógica NOR, sería el sistema de seguridad

de un puente levadizo. Un detector a se activa cuando entra un vehículo en el

puente, por el carril derecho. Otro detector b se activa cuando entra otro vehículo

por el carril contrario. Los motores que accionan el sistema de elevación del

puente sólo deben ponerse en marcha si se da la condición NOR: no hay ningún

vehículo circulando por el carril derecho NI por el carril izquierdo.

Figura 124. Función NO-O “NOR”.

Tabla 23. Tabla de verdad de la función NO-O “NOR”.


0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

4.10.6 Función NO –Y “NAND”. La luz interna de un carro, accionada por las

puertas.

Figura 125. Función NO-Y “NAND”.

Tabla 24. Tabla de verdad de la función NO-Y “NAND”.


0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

4.10.7 Función O- exclusiva “XOR”. La salida de la función O-exclusiva (XOR),

adopta el estado 1 si las entradas tienen diferentes estados.

Figura 126. Función O-exclusiva “XOR”.

Tabla 25. Tabla de verdad de la función O-exclusiva “XOR”.


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

4.10.8 Función NO- exclusiva “XNOR”. La salida de la función NO-exclusiva

(XNOR), adopta el estado 1 si las entradas tienen iguales estados.

Figura 127. Función NO-exclusiva “XNOR”.

Tabla 26. Tabla de verdad de la función NO-exclusiva “XNOR”.


0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

4.11 CIRCUITOS BÁSICOS DE LA LÓGICA CABLEADA

4.11.1 Mando simple de un contactor. Se tiene dos soluciones, una es

momentánea y la otra es estable, mediante un pulsador S1.

Figura 128. Mando simple de un contactor solución 1.

Solución 1. Al pulsar S1, el circuito queda cerrado y se energiza el contactor KM1. Soltando el pulsador S1, el circuito queda interrumpido, circuito abierto, el

contactor KM1 se desenergiza.

Figura 129. Mando simple de un contactor solución 2.

Solución 2. En esta opción, un relé K1 es controlado por el pulsador S1, el

contacto auxiliar de K1 controla el contactor KM1.

Al pulsar S1, el circuito queda cerrado y se energiza el relé K1, cambia el

estado de su contacto auxiliar de normalmente abierto a normalmente cerrado,

produciendo la energización del contactor KM1. Soltando el pulsador S1, el

circuito queda interrumpido, circuito abierto, entonces el relé K1 se desenergiza

y también el contactor KM1 se desenergiza.

Esta solución, se aplica cuando la potencia de ruptura de los transmisores de

señales (S1), no tienen la capacidad suficiente para conmutar el contactor

KM1.

4.11.2 Mando desde puntos diferentes. Al pulsar S1 o S2 se energiza el relé

K1, el cual cambia el estado de su contacto auxiliar normalmente abierto a

normalmente cerrado, produciendo la energización del contactor KM1, figura 130.

Soltando el ó los pulsadores, el circuito queda interrumpido (circuito abierto),

entonces el relé K1 se desenergiza y también el contactor KM1 se desenergiza.

Figura 130. Mando desde puntos diferentes.

4.11.3 Mando de un contactor con una previa orden de accionamiento. En la

figura 131, al pulsar los S1 y S2, el circuito se cierra, se energiza el relé K1, el cual

cambia el estado de su contacto auxiliar normalmente abierto a normalmente

cerrado, produciendo la energización del contactor KM1. Al soltar el pulsador S1 o

S2, se desenergiza el relé K1 y el contactor KM1.

Figura 131. Mando de un contactor con una previa orden de accionamiento.

4.11.4 Retorno automático. Ejemplo. Una banda transportadora avanza a una

posición previo accionamiento de un pulsador. Una vez alcanzada esta debe

volver nuevamente a la posición base.

En la figura 132, al pulsar S1, el circuito se cierra, se energiza el relé K1, el cual

cambia el estado de su contacto auxiliar normalmente abierto a normalmente

cerrado, produciendo la energización del contactor KM1. Una vez se alcanza la

posición final, se accionará el interruptor final de carrera S2, produciendo la

energización del relé K2, el cual cambia el estado de su contacto auxiliar de

normalmente abierto a normalmente cerrado, y este energizará al contactor KM2,

el cual cambiara el sentido de rotación del motor, pero con la condición de que el

pulsador S1 no esté presionado.

Este circuito tiene el inconveniente, de que puede ocurrir una condición de errorr

de operación y entrar en operación simultanea KM1 y KM2, cuando se mantiene

el pulsador S1 presionado al final del ciclo .

Figura 132. Mando de un retorno automático.

4.11.5 Circuito de autoretención (función memoria). Son obligatorios en

mandos eléctricos, cuando las señales eléctricas han de quedar memorizadas.

En la técnica de mando se emplean dos circuitos de autoretención: prioridad a la

activación y prioridad a la desactivación.

4.11.5.1 Prioridad a la activación. En la figura 133, al pulsar S1 se energiza el

relé K1, que cambia el estados de sus dos contactos auxiliares normalmente

abierto a normalmente cerrado, produciendo la energización del contactor KM1.

De la conexión en paralelo de (K1y S2) con S1 resulta, que al soltar el pulsador

S1 no quede desenergizado el relé K1, produciendo la función memoria.

Como técnica se incorpora un borrado de memoria (reset), de esta variable

retenida para permitir restablecerla en cualquier caso. Entonces se incorpora esta

posibilidad por medio de S2.

En este circuito está como prioridad la activación, pues aunque se tenga activado

S2, se puede activar el circuito al presionar S1 que tiene prioridad a la activación.

Figura 133. Circuito de autoretención - prioridad a la activación.

4.11.5.2 Prioridad a la desactivación. En la figura 134, un contacto auxiliar de

cierre del relé K1 mantiene la autoretención en conexión en paralelo, al igual que

en la prioridad a la desactivación, al pulsador S2 que está en serie con el pulsador

S1.

Mientras se tenga pulsador S2 (desactivación), aunque se pulse S1 no es posible

activar el circuito.

Figura 134. Circuito de autoretención - prioridad a la desactivación.

4.11.6 Mandos con comportamiento temporizado. Los mandos, que retienen

prescritos un funcionamiento cíclico, deben estar equipados con relés

temporizados.

Estos relés de tiempo, que se utilizan hoy en día predominan como relés

temporizados electrónicamente y tienen dos comportamientos de funcionamiento.

4.11.6.1 Relé temporizado a la conexión o al trabajo. En las figuras 135, 136,

se muestra el diagrama de conexiones de un relé a la conexión. En la figura 137,

se muestra el diagrama de tiempos de funcionamiento del relé a la conexión.

Figura 135. Diagrama de conexiones de un relé temporizado a la conexión.

En la figura 136, se muestra el funcionamiento de un relé temporizador a la

conexión NA (trabajo). El diseño básico está conformado por dos líneas: la primera

tiene un dispositivo de protección contra falla de origen eléctrico F (fusible), S1

interruptor y el relé temporizado a la conexión. La segunda línea tiene el contacto

auxiliar temporizado normalmente abierto y un piloto DS.

Al cerrar S1 se energiza el relé temporizado, transcurrido el tiempo programado se

cierra el contacto normalmente abierto temporizado, energizando el piloto DS,

hasta que el operario abra el interruptor S1.

El anterior procedimiento lo describe el diagrama de tiempos, figura 137. En

general con el diagrama de tiempos se verifica el diseño planteado.


normalmente abierto a la conexión.


normalmente abierto a la conexión.

Fuente. APUNTES DE CLASE de Arias Juan Diego, Profesor del curso “Aplicación y Control de Motores” de la Universidad Nacional de Colombia. 2005.


conexión NC (trabajo). El diseño básico está conformado por dos líneas: la

primera tiene un dispositivo de protección contra falla de origen eléctrico F

(fusible), S1 interruptor y el relé temporizado a la conexión. La segunda línea tiene

el contacto temporizado normalmente cerrado y un piloto DS.

Al observar el diseño esta encendido el piloto DS sin ninguna intervención del

operario. Cerrando S1 se energiza el relé temporizado, transcurrido el tiempo

programado se abre el contacto normalmente cerrado temporizado,

desenergizando el piloto DS, hasta que el operario abra el interruptor S1

desenergizando el relé temporizador e instantáneamente retorna a su posición de

reposo el contacto NC temporizado, volviendo a encender el piloto.

El anterior procedimiento lo describe el diagrama de tiempos, figura 139.


normalmente cerrado a la conexión.


normalmente cerrado a la conexión.


Figura 140. Esquema de mando de un contactor con contacto NA retardo a la

conexión.

En la figura 140, al pulsar S1, se energiza el relé K1, el cual cambia el estado

natural de su contacto auxiliar de normalmente abierto a normalmente cerrado,

produciendo la energización del contactor KM1 y el relé temporizador a la

conexión K2, el contacto normalmente abierto (contacto de cierre) del relé K2,

transcurrido el tiempo programado energiza al contactor KM1.

Figura 141. Esquema de mando de un contactor con contacto NC retardo a la

conexión.


natural de sus dos contactos auxiliares de normalmente abiertos a normalmente

cerrados, produciendo la energización del contactor KM1 el relé temporizador a la

conexión K2. El contacto normalmente cerrado (contacto de apertura) del relé K2,

transcurrido el tiempo programado desenergiza al relé K1 y este relé K1

desenergiza al contactor KM1 y el temporizador K2, quedando de nuevo en las

condiciones de reposo iniciales.

4.11.6.2 Relé temporizado a la desconexión o al reposo. En la figura 142

muestra el diagrama de conexiones de un relé a la desconexión. En las figuras

143 y 144, se muestra el funcionamiento del relé a la desconexión y su diagrama

de tiempo

Figura 142. Diagrama de conexiones de un relé temporizado a la desconexión.


desconexión (reposo), NA. El diseño básico está conformado por dos líneas: la

primera tiene un dispositivo de protección F (fusible), S1 interruptor y el relé

temporizado. La segunda línea tiene el contacto temporizado normalmente abierto

NA y un piloto DS (device signal).

Al cerrar S1 se energiza el relé temporizador K, instantáneamente el contacto

normalmente abierto NA temporizado se cierra energizando al piloto DS. El

operario abre el interruptor S1 desenergizando el relé temporizador K y comenzará

la temporización. Transcurrido el tiempo programado el contacto auxiliar

temporizado retorna a su estado de reposo normalmente abierto NA, produciendo

la desenergización del piloto.



normalmente abierto a la desconexión.


normalmente abierto a la desconexión.



desconexión NC (reposo). El diseño básico está conformado por dos líneas: la

primera tiene un dispositivo de protección contra falla de origen eléctrico F

(fusible), S1 interruptor y el relé temporizado. La segunda línea tiene el contacto

temporizado normalmente cerrado y un piloto DS.


operario. Cerrando S1 se energiza el relé temporizador K, instantáneamente el

contacto normalmente cerrado temporizado se abre desenergizando al piloto DS.

El operario abre el interruptor S1 desenergizando el relé temporizador K y

comienza la temporización, transcurrido el tiempo programado el contacto auxiliar

temporizado retorna a su estado de reposo normalmente cerrado NC.



normalmente cerrado a la desconexión.


normalmente cerrado a la desconexión.


Figura 147. Esquema de mando de un contactor con relé temporizado a la

conexión y con relé temporizado, a la desconexión.


natural de sus dos contactos auxiliares de normalmente abierto a normalmente

cerrado, produciendo la autoretención (función memoria), la energización del relé

K2 y el relé temporizador a la desconexión K3. El contacto auxiliar de K2 cambia

su estado de normalmente abierto a normalmente cerrado, produciendo la

energización del relé temporizado a la conexión K4. El contacto auxiliar

temporizado de K3 cambia su estado de normalmente abierto a normalmente

cerrado, en forma instantánea, produciendo la energización del contactor KM1. El

contacto auxiliar temporizado NC de K4, comienza su temporización y cuando se

cumple, desenergiza K3, comenzando la temporización de K3, que cuando se

cumple abre el contacto de K3 temporizado NA a la desconexión, desenergizando

KM1.

Tendría que pulsarse S2 para que el circuito quede en las condiciones iniciales de

reposo.

4.12 APLICACIONES DE LÓGICA CABLEADA

4.12.1 Dos pulsadores de marcha S2 y S4 y dos paradas S1 y S3. Figura 148.

Pulsando S2 ó S4 se energiza el contactor KM1, que cambia el estado de su

contacto auxiliar de normalmente abierto al estado normalmente cerrado, función

memoria. Pulsando S3 ó S1 se realiza la acción de parada del contactor KM1

debido a la interrupción del flujo de corriente.

Figura 148. Dos pulsadores de marcha S2 y S4 y dos paradas S1 y S3.

4.12.2 Conexión de varios contactos con dependencia entre ellos. Figura

149. Pulsando S2 se energiza el relé K1, que cambia el estado de sus tres

contactos auxiliares de normalmente abierto al normalmente cerrado. El primer

contacto auxiliar realiza la función memoria; el segundo contacto energiza el relé

K3, que este tiene un contacto auxiliar, que cambia de normalmente abierto a

normalmente cerrado en la columna 10; el tercer contacto auxiliar de K1 habilita

parte del circuito que alimenta al relé K4 de la columna 8. Pulsando S3 se

energiza el relé K2, que tiene tres contactos auxiliares, que cambian sus estados,

el primer contacto auxiliar en operar, es un contacto normalmente cerrado en la

columna 7, el cual cambia su estado a normalmente abierto, desenergizando el

relé K3, que tiene un contacto auxiliar en la columna 10, que estaba en el estado

normalmente cerrado y pasa al estado normalmente abierto; y simultáneamente

los contactos normalmente abiertos del relé K2 en la columna 4 y 8, cambian al

estado normalmente cerrados, uno hace función memoria; y el otro, permite

energizar el relé K4, el contacto auxiliar de K4 cambia su estado de normalmente

abierto a normalmente cerrado en la columna 10, pero el flujo de la corriente se

interrumpe debido a que el contacto auxiliar de K3 está abierto, por lo tanto no se

energiza la lámpara H1. Pulsando S5 de la columna 5 energiza el relé K5,

cambian de estado sus contactos auxiliares NA ubicados en las columnas 6 y 8, al

estado normalmente cerrado. Los pulsadores S1, S4 y S6, son pulsadores de

parada que desenergizan los relés K1, K2 y K5, figura 149.

Figura 149. Conexión de varios contactores con dependencia entre ellos.

4.12.3 Dos estaciones de arranque parada, controlando un arrancador.

Representadas por las figuras 150 y 151. Pulsando S3 o S4 de las líneas uno y

dos, se energiza el contactor KM1, que cambia el estado de su contacto auxiliar de

normalmente abierto NA a normalmente cerrado NC, ubicado en la línea tres,

función memoria.

Los pulsadores S1 y S2 su función es de parar o desenergización del circuito de

control de mando.

Figuras 150. Dos estaciones de arranque y parada, diseño1.

Fuente. APUNTES DE CLASE de Arias Juan Diego, Profesor del curso “Aplicación

y Control de Motores” de la Universidad Nacional de Colombia. 2005

Figura 151. Dos estaciones de arranque y parada, diseño2.

Fuente. APUNTES DE CLASE de Arias Juan Diego, Profesor del curso “Aplicación y Control de Motores” de la Universidad Nacional de Colombia. 2005

Este diseño tiene como inconveniente, que si se pulsa S2(Parada), el circuito

puede ser puesto en operación, al pulsar S1 (arranque), lo cual puede causar un

accidente o una condición indeseada.

4.12.4 Dos arrancadores controlados independientemente con parada de

emergencia común. El diseño está conformado por cuatro líneas: la primera

línea tiene un dispositivo de protección F (fusible), S1 pulsador de parada de

emergencia común, S2 pulsador de parada, S3 pulsador de arranque, el contactor

KM1 y el dispositivo de protección relé de sobrecarga; la segunda línea esta el

contacto auxiliar normalmente abierto de KM1; la tercera línea tiene el pulsador S4

de parada, S5 pulsador de arranque, el contactor KM2 y el dispositivo de

protección relé de sobrecarga y finalmente la línea 4 tiene el contacto auxiliar

normalmente abierto de KM2.

Al pulsar S3 se energiza el contactor KM1, que cambia el estado de su contacto

auxiliar normalmente abierto NA al estado normalmente cerrado NC, ubicado en la

línea 2, función memoria. Si se desea poner en marcha el motor 2 sin afectar el

funcionamiento del motor 1, se pulsa S5 que energiza al contactor KM2, el cual

cambia el estado de su contacto auxiliar normalmente abierto NA al estado

normalmente cerrado NC, función memoria. Nótese que el proceso de arranque de

los motores es independiente, es decir, se puede arrancar cualquier motor sin

interesar el orden. Para realizar la acción de parada de cualquier motor se

presionan los pulsadores de función parada correspondientes, S2 para detener el

motor 1, S4 para detener el motor 2. Para ejecutar la parada de emergencia

común se pulsa S1 que desenergiza totalmente el circuito de control de mando.

Las protecciones actuarán en las eventualidades de falla, bien sea de origen

eléctrico o mecánico.

Figura 152. Dos arrancadores controlados independientemente con parada de

emergencia común.


4.12.5 Dos arrancadores controlados por una estación de arranque – parada.

Figura 153. El diseño está conformado por tres líneas: la primera línea tiene a un

dispositivo de protección F (fusible), S1 pulsador de parada, S2 pulsador de

arranque, el contactor KM1 y el dispositivo de protección relé de sobrecarga; la

segunda línea tiene un contacto auxiliar NA de KM1; la tercera línea tiene un

contacto auxiliar de KM1, el contactor KM2 y el dispositivo de protección relé de

sobrecarga.

Al pulsar S2 se energiza KM1, que cambia el estado de sus dos contactos

auxiliares normalmente abiertos a normalmente cerrados, uno hace la función

memoria y el otro ubicado en la línea tres energiza el contactor KM2. Para la

desenergización del circuito de mando se presiona el pulsador S1. Las

protecciones actuarán en las eventualidades de falla, bien sea de origen eléctrico

o mecánico.

Figura 153. Dos arrancadores controlados por una estación de arranque-parada.


4.12.6 Arrancador con luz indicadora de operación. Figura 154. El diseño está

conformado por dos líneas: la primera línea tiene un dispositivo de protección F

(fusible), S1 pulsador de parada, S2 pulsador de arranque, el contactor KM1 y el

dispositivo de protección relé de sobrecarga; la segunda línea tiene un contacto

auxiliar de KM1 NA y un piloto.

Al pulsar S2 se energiza KM1 y el piloto DS, el contacto auxiliar de KM1 cambia el

estado de normalmente abierto a normalmente cerrado ubicado en línea dos,

función memoria. Para la desenergización del circuito de mando se presiona el

pulsador S1. Las protecciones actuarán en las eventualidades de falla, bien sea de

origen eléctrico o mecánico.

Figura 154. Arrancador con luz indicadora de operación.

4.12.7 Arrancador con luz indicadora de no operación. Figura 155. El diseño

está conformado por tres líneas: la primera línea tiene un dispositivo de protección

F (fusible), S1 pulsador de parada, S2 pulsador de arranque, el contactor KM1 y el

dispositivo de protección relé de sobrecarga; la segunda línea tiene un contacto

auxiliar NA de KM1; la tercera línea tiene un contacto auxiliar NC de KM1 y un

piloto DS (device signal).


operario. Pulsando S2 se energiza KM1, que cambia el estado de sus contactos

auxiliares, el primero en actuar es el contacto auxiliar NC, que cambia de

normalmente cerrado NC al estado normalmente abierto NA ubicado en la línea

tres, desenergizando al piloto DS; y después el contacto auxiliar NA, que cambia

de normalmente abierto NA al estado normalmente cerrado NC, función memoria.

Para la desenergización del circuito de mando se presiona el pulsador S1. Las

protecciones actuarán en las eventualidades de falla, bien sea de origen eléctrico

o mecánico.

Figura 155. Arrancador con luz indicadora de no operación.

4.12.8 Dos arrancadores en secuencia. Figura 156. El diseño está conformado

por cuatro líneas: la primera línea tiene un dispositivo de protección F1 (fusible),

S1 pulsador de parada, S2 pulsador de arranque, el contactor KM1 y el dispositivo

de protección relé de sobrecarga; la segunda línea tiene el contacto auxiliar de

KM1 y un piloto DS1; la tercera línea tiene un dispositivo de protección F2

(fusible), S3 pulsador de parada, S4 pulsador de arranque, el contactor KM2 y el

dispositivo de protección relé de sobrecarga; la cuarta línea tiene el contacto

auxiliar NA de KM2 y un piloto DS2.

Al pulsar S2 se energiza el contactor KM1 y el piloto DS1, los dos contactos

auxiliares de KM1 cambian de estado de normalmente abierto NA al normalmente

cerrado NC, uno hace función memoria y el otro habilita el paso para la circulación

de la corriente, ubicados en la línea dos y tres. Al pulsar S4 se energiza el

contactor KM2 y el piloto DS2, el contacto auxiliar de KM2 cambia de estado de

normalmente abierto NA al normalmente cerrado NC, función memoria.

Cabe destacar que si se pulsa S4 sin antes haber pulsado S2, no se energiza el

contactor KM2, es decir, el contactor KM2 depende de KM1.

Para la desenergización del contactor KM1 se presiona el pulsador S1 que a la

vez desenergiza el contactor KM2 y para la desenergización independiente del

contactor KM2 se presiona el pulsador S3. Las protecciones actuarán en las

eventualidades de falla, bien sea de origen eléctrico o mecánico.

Figura 156. Dos arrancadores en secuencia.


4.12.9 Arrancador de un motor. La figura 157, muestra la interacción entre el

circuito de control y el circuito de potencia.

El circuito de potencia está indicado por las líneas gruesas, conformado por: las

líneas de alimentación L1, L2, L3; los relés de sobrecarga OL de potencia y el

motor M. El circuito de control está indicado por las líneas delgadas, conformado

por: dos fusibles, dos pulsadores, el contactor KM1 y los contactos auxiliares de

KM1.

Si se pulsa el botón S2, la corriente fluye a través del contactor KM1, produciendo

el cierre de sus contactos auxiliares, permitiendo el flujo de corriente hacia al

motor. Cuando se deja de pulsar el S2, el contactor KM1 permanecerá activado

debido a la función memoria, de uno de sus contactos auxiliares NA, pues este

estará cerrado.

La energización del motor continuará fluyendo hacia el motor, a menos que el

pulsador S1 se presione o las protecciones actúen debido a una falla.

Figura 157. Arrancador de un motor.

4.12.10 Arranque en KUSA. Es una técnica de arranque que consiste en la

ubicación de una Resistencia, de valor suministrado por el fabricante de la

máquina en las fases. Esta técnica tiene la característica de reducir la intensidad

de arranque. Se aplica en motores de pequeña y mediana potencia que necesitan

un reducido par de arranque.

Figura 158. Esquema de potencia arranque en KUSA.

Figura 159. Esquema de control de mando arranque en KUSA.

En el esquema de potencia, figura 158, se observa la representación de la

resistencia Rk (resistencia de arranque suave), esta no es un dispositivo de

control. Por lo tanto no hará parte en el esquema de control de mando, ya que en

el esquema de control de mando se diseña para controlar tal dispositivo eléctrico.

Funcionamiento de control de mando:

Para el esquema de control de mando, figura 159, está conformado por un fusible

F1, un relé térmico F2, dos pulsadores S1 y S2, un temporizador K1 a la conexión,

y dos contactores KM1 y KM2.

Pulsando S1 se energizan el contactor KM1 y el temporizador K1, el contactor

KM1 tiene un contacto auxiliar normalmente abierto que cambia al estado

normalmente cerrado, función memoria. Transcurrido el tiempo de programación

de K1, el contacto normalmente abierto se cierra y energiza a KM2, el cual posee

dos contactos asociados, uno es normalmente cerrado NC el cual cambia su

estado a normalmente abierto, desenergizando al relé K1, y después el otro

contacto normalmente abierto NA cambia su estado a normalmente cerrado,

función memoria. Aqui se puede detectar un funcionamiento incierto (carrera de

contactos)

Pulsando S2 desconecta la alimentación de motor.

4.12.11 Arranque en estrella-triángulo. Es una técnica de arranque motores

asíncronos de jaula de ardilla trifásicos . El motor tiene 6 bornes accesibles que

corresponden al inicio y al final de cada bobinado.

En funcionamiento normal es en triángulo, pero el arranque se conecta en estrella

porque la excitación es 3 veces menor. Como resultado el par se reduce a un

tercio del par nominal durante el arranque. Cuando el motor alcance entre un 75 y

80% de la velocidad nominal, se debe realizar el cambio de la conexión estrella a

la conexión triángulo. Es decir, el motor opera en triángulo aunque inicie en

estrella.

Figura 160. Curvas de arranque.

Fuente.

http://cefirelda.infoville.net/eniusimg/enius4/2009/39/adjuntos_fichero_408734.pdf

Figura 161. Esquema de potencia arranque estrella-triangulo.

Fuente.


Figura 162. Esquema de control arranque estrella-triangulo.


Al pulsar S2 energiza el contactor KM2 que alimenta al motor (contactor de línea),

que cambia el estado de su contacto auxiliar normalmente abierto al estado

normalmente cerrado, función memoria, también se energiza el contactor KM1 y el

relé temporizado K1, donde el contactor KM1 permite la conexión en estrella al

motor: El contacto auxiliar NC de KM1 cambia su estado de normalmente cerrado

a normalmente abierto. Transcurrido el tiempo programado del relé K1, cambian

de estado sus contactos auxiliares, se abre su contacto auxiliar temporizado NC

desenergizando al contactor KM1, que cierra su contacto auxiliar KM1 a su estado

normal NC, permitiendo que por enclavamiento eléctrico se energiza al contactor

KM3. Donde el contactor KM3 permite la conexión en triángulo. Por lo tanto en el

motor circulará la corriente nominal

Pulsando S1 desconecta la alimentación de motor. 4.12.12 Portón corredizo. La entrada a una edificación está protegida mediante

un portón corredizo, que sólo es abierto cuando algún vehículo desea entrar o salir

del mismo. El portero se encarga de manejar el control del portón.

Figura 163. Portón corredizo.

Fuente.


Requisitos impuestos al control del portón

El portón se abre y cierra accionando los pulsadores en la caseta del portero. El

portero puede supervisar el funcionamiento del portón.

Normalmente, el portón se abre o cierra por completo. Sin embargo, su

desplazamiento puede interrumpirse en cualquier momento.

Un aviso luminoso permanece iluminado 5 segundos antes del inicio y durante el

movimiento del portón.

Mediante un dispositivo de seguridad se evita que al cerrarse el portón puedan

resultar lesionadas personas o se aprisionen objetos.

Figura 164. Circuito de potencia para el portón corredizo.

Fuente.


Figura 165. Circuito de control del portón corredizo.

Fuente.



El esquema de control de mando, figura 165, está conformado por un fusible F1,

cinco pulsadores S0, S1, S2, S3, S4 y S5, dos interruptores de posición S6 y S7,

dos temporizadores a la conexión K2 y K4, cuatro relés K1, K3, K5 y K6 y un piloto

H1.

Abrir portón.

Al pulsar S1, se energiza el relé K1 y el temporizador K2, los contactos auxiliares

de K1 cambian el estado de sus tres contactos auxiliares, el contacto normalmente

cerrado NC cambia a normalmente abierto NA y después los otros dos contactos

normalmente abiertos NA cambian a normalmente cerrados NC, uno hace función

memoria, el otro energiza la lámpara de aviso de funcionamiento del portón.

Transcurrido el tiempo programado del relé K2, cambia el estado de su contacto

auxiliar normalmente abierto NA a la conexión al estado normalmente cerrado NC,

energizando al contactor KM5 para la función de abrir el portón. Finalmente

cuando el portón llegue a la posición de totalmente abierto se abrirá el interruptor

de posición S6, desenergizando al relé K1.

Cerrar portón.

El motor debe cambiar el sentido de giro, para esto se pulsa S2 que energiza el

relé K3 y el temporizador K4, los contactos auxiliares de K3 cambian el estado de

sus tres contactos auxiliares, el contacto auxiliar normalmente cerrado NC cambia

a normalmente abierto NA y después los otros dos contactos normalmente

abiertos NA cambian al estado normalmente cerrados NC, uno hace la función

memoria, el otro energiza la lámpara de aviso de funcionamiento del portón.

Transcurrido el tiempo programado del relé K4, cambia el estado de su contacto

auxiliar normalmente abierto NA a la conexión al estado normalmente cerrado NC,

energizando el contactor KM6 para la función de cerrar el portón. Finalmente

cuando el portón llegue a la posición de totalmente cerrado se abrirá el interruptor

de posición S7, desenergizando al relé K3.

Operación accidentada en el modo cerrar portón.

Se pulsa S5 en la función de cerrar portón para interrumpir el flujo de corriente

hacia el motor. Como interruptor de emergencia se identifica el pulsador S0 que

interrumpe el flujo de corriente hacia el circuito de control de mando.

4.13 INTERPRETACIÓN DE LA NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2050-

SECCIÓN 430 PARTE F.

Para la realización de la lógica cableada, debe tenerse en cuenta la parte F de la

sección 450 de la Norma NTC 2050, la cual se analiza detalladamente a

continuación.

4.13.1 Artículo 430-71. Generalidades.

“Definición de circuito de control de motores: es el circuito de un aparato o sistema

de control que transporta las señales eléctricas que dirigen el funcionamiento del

controlador, pero no transporta la corriente principal de potencia que alimenta al

motor”.6

6 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Código Eléctrico

Nacional. Bogotá: ICONTEC, 1998. 430 p. (NTC2050).

La figura 166, muestra el circuito de control, derivado del circuito ramal. Un circuito

de control, es un circuito que tiene como dispositivos de carga una bobina de inicio

o de operación de un arrancador magnético de motor, un contactor magnético o

relé.

Figura 166. Circuito de control gobernado por una bobina de arranque.

Los circuitos de control pueden ser ellos mismos, circuitos de señales y circuitos

de carga (luces, calefacción, potencia).

Los elementos de un circuito de control incluyen todos los equipos y dispositivos

que integran la función del circuito: conductores, canalizaciones, bobina de

energización del contactor, fuente de energía del circuito, dispositivos de

sobrecorriente y todos los dispositivos e interruptores que gobiernan la

energización de la bobina de inicio o de operación.

Los circuitos de control son divididos en tres clases, artículo 725, dependiendo de

la energía requerida por el circuito. Los circuitos de control clase 2 y clase 3,

tienen baja energía, que facilita su manipulación.

La gran mayoría de los circuitos de control para arrancadores magnéticos y

contactores, podrían no clasificarse como clase 2 o clase 3, porque relativamente

requieren más energía para la bobina de inicio o de operación. Los circuitos de

más de 150 V (tales como 220 o 440 V), no pueden ser permitidas

independientemente de la potencia.

Los circuitos de control clase 1, incluyen todas las bobinas de inicio o de operación

para arrancadores magnéticos, que no se encuentren dentro de los requerimientos

de la clasificación para los circuitos de clase 2 o clase 3. Los circuitos clase 1

deben ser cableados como lo describe la sección 725-25 a la 725-29.

4.13.2 Artículo 430-72. Protección contra sobrecorriente.

a) Generalidades. Un circuito de control de motores derivado del

lado de la carga de un dispositivo o dispositivos de protección del

circuito ramal de motores contra cortocircuito y falla a tierra y que

funcione para controlar el motor o motores conectados a ese

circuito ramal, debe estar protegido contra sobrecorriente de

acuerdo con el Artículo 430-72. Dicho circuito de control derivado

no se debe considerar como un circuito ramal y se permite que

esté protegido tanto por uno o varios dispositivos de protección

del circuito ramal contra sobrecorriente como por dispositivos

suplementarios. Un circuito de control de motores distinto del

derivado debe estar protegido contra sobrecorriente de acuerdo

con el Artículo 725-23 o con las notas a las Tablas 11.a) y 11.b),

según proceda.7

El artículo. 430-72 a), determina que si el circuito de control es derivado a partir de

los conductores del circuito ramal de potencia del motor, protegidos por los

dispositivos contra cortocircuito y falla a tierra de potencia, este circuito derivado,

debe estar protegido contra sobrecorriente, ver figuras 167 y 168. Tal circuito de

control, no se considera como un circuito ramal y por lo tanto, se permite estar

protegido por los dispositivos de protección contra sobrecorriente del circuito ramal

de potencia y dispositivos suplementarios.

7 Ibíd., p. 430

Figura 167. Circuito de control derivado del circuito ramal del motor.

Los conductores del circuito de control serán considerados como protegidos por

los dispositivos de protección del circuito ramal de potencia o protecciones

suplementarias, usualmente fusibles, instalados en el encerramiento del

arrancador.

Figura 168. Circuito de control derivado externamente del tablero de control o de

un transformador.

Fuente. MCPARTLAND, Joseph F. National Electrical Code Handbook. 18 ed.

New York: McGraw-Hill‟s., 1984. p 848.

La figura 168, muestra que cualquier circuito de control de motor que no es

derivado del circuito de potencia, debe ser protegido contra la sobrecorriente. Tal

circuito de control es derivado de un tablero de control o de un transformador de

control de tensión.

Un circuito de control diferente al circuito derivado debe estar protegido contra

sobrecorriente de acuerdo al artículo 725-23 o con las notas a las tablas 11.a) y

11.b) según el caso.

La tabla 11 a) se refiere a los límites de las fuentes de alimentación de A.C. de

clase 2 y clase 3, la tabla 11 b) se refiere a los límites de las fuentes de

alimentación de C.C. de clase 2 y clase 3, estas tablas se dividen en tres

columnas. La segunda columna para la definición de la fuente de alimentación con

potencia limitada intrínseca (segura en la extinción rápida de un arco eléctrico en

situaciones peligrosas de falla eléctrica), no necesita de dispositivo de protección

contra cortocircuito y la tercera columna define la fuente de alimentación con

potencia limitada no intrínseca (no es segura en la extinción rápida de un arco

eléctrico en una falla por cortocircuito), si necesita de protección contra

cortocircuito. Las notas referentes a estas tablas son para determinar la Imáx, Vmáx

y VAmáx.

“b) Protección de los conductores. La protección de los conductores contra

sobrecorriente no debe superar los valores especificados en la columna A de la

Tabla 430-72.b).”8

La parte b) aplica a la protección de sobrecorriente de los conductores usados

para construir los circuitos de control de arrancadores. Tal protección de

sobrecorriente debe ser dimensionada de acuerdo a los valores de amperaje de la

tabla 430-72.b), en donde la tabla hace referencia a los valores de amperaje

especificados en las tablas 310-16 a la 310-19. Esta parte b) es reconocida por el

uso de conductores para los circuitos de control en las canalizaciones “sin tener en

cuenta los factores de disipación de energía.”

La regla básica de la parte b) requiere protección de sobrecorriente para los

conductores de los circuitos de control, dimensionados de acuerdo con el valor

máximo dado en la columna A de la tabla 430-72.b). Por ejemplo esta tabla

muestra, 7 A como el valor máximo de protección de un cable de cobre 18 AWG y

10 A para un cable de cobre 16 AWG y para cables de mayor calibre referirse a la

tabla 310-16, por ejemplo 15 A para un conductor de cobre 14 AWG, 20 A para un

conductor de cobre 12 AWG, etc. Las excepciones a la regla básica cubre

condiciones bajo las cuales otras dimensiones de protección pueden ser usadas

como:

8 Ibíd., p 431

Excepción:

1) Los conductores que no vayan más allá del encerramiento del

equipo de control de motores sólo deberán llevar protección

contra cortocircuito y falla a tierra y se permite que estén

protegidos por el dispositivo o dispositivos de protección del

circuito ramal de motores contra cortocircuito y falla a tierra

cuando la capacidad nominal de ese dispositivo o dispositivos no

sea superior al valor especificado en la columna B de la Tabla

430-72.b).9

La excepción No. 1 cubre la protección de cables de control para arrancadores

magnéticos que tienen sus botones de arranque-parada en el encerramiento del

arrancador. En esta excepción, el valor de la protección del circuito ramal debe ser

comparado al amperaje de los conductores del circuito de control, que son

instalados en el arrancador y conectados a los botones de arranque-parada en el

encerramiento. Si el dimensionamiento de la protección del circuito ramal no

excede el valor de la corriente mostrada en la columna B de la tabla 430-72.b),

para el tamaño particular de algún conductor de cobre o aluminio usado como

conexión entre la bobina de inicio y el arrancador, no se requiere de una

protección adicional en el arrancador. Ver figura 169.

9 Ibíd., p. 431

Figura 169. Artículo 430-72b) excepción No. 1

Fuente. MCPARTLAND, Joseph F. National Electrical Code Handbook. 18 ed. New York: McGraw-Hill‟s., 1984. p 850 Si el dimensionamiento de la protección del circuito ramal, excede el valor de la

columna B de la tabla 430-72.b), para el tamaño del conductor del circuito de

control, entonces se debe separar la protección asignada entre el circuito ramal y

el circuito de control del arrancador. La protección del circuito del arrancador no

debe ser mayor que el valor mostrado en la columna A de la tabla 430-72.b). Por

ejemplo si el conductor interno del circuito de control de un arrancador es

cableado con un conductor de cobre 16 AWG y el dispositivo de protección del

circuito ramal de potencia es mayor a 40 A, entonces la protección asignada en el

arrancador para el conductor de cobre 16 AWG, no debe pasar de 10 A, valor

mostrado en la columna A de la tabla 430-72.b).

Como la mayoría de arrancadores son pequeños, el tamaño del conductor de

cobre es de 18 AWG y 16 AWG para los circuitos de control. La excepción No. 1 y

su referente a la columna B son particularmente aplicables a estos tamaños de

conductores. Para el conductor de control de calibre 16 AWG, si la protección del

circuito ramal de potencia no es mayor de 40 A, se podría eliminar el fusible en el

circuito de control en el arrancador. Y para un conductor de control de calibre 18

AWG, la protección del circuito ramal de potencia no debe ser mayor de 25 A.

Para un conductor de cobre de calibre 14,12 y 10 AWG, la máxima protección es

dada en la columna B como 100,120 y 160 A, respectivamente. Para conductores

mayores de 10 AWG, la protección debería ser dimensionada hasta un 400%,

valor especificado en la tabla 310-17, para conductores a 60 °C

Excepción:

2) Los conductores que vayan más allá del encerramiento del

equipo de control de motores sólo deberán llevar protección

contra cortocircuito y falla a tierra y se permite que estén

protegidos por el dispositivo o dispositivos de protección del

circuito ramal de motores contra cortocircuito y falla a tierra

cuando la capacidad nominal de ese dispositivo o dispositivos no

sea superior al valor especificado en la columna C de la Tabla

430-72.b).10

La excepción No.2 cubre la protección de los conductores de los circuitos de

control que energizan el arrancador desde una estación de control remoto

(estación de botones, interruptor de nivel, interruptor finales de carrera, etc.). Tales

conductores de control, pueden ser protegidos por los dispositivos de protección

del circuito ramal de potencia, sin la necesidad de adicionar una protección en el

arrancador, si los dispositivos de protección del circuito ramal de potencia están

dimensionados a un valor no mayor que el mostrado para conductores de cobre o

aluminio de la columna C de la tabla 430-72.b), ver figura 170.

10

Ibíd., p. 431

Figura 170. Artículo 430-72b) excepción No. 2.

Fuente. MCPARTLAND, Joseph F. National Electrical Code Handbook. 18 ed. New York: McGraw-Hill‟s., 1984. p 851

Para cualquier conductor de calibre, si la protección del circuito ramal de potencia,

tiene un valor mayor, al mostrado en la columna C de la tabla 430-72.b), los

conductores de control deben ser protegidos por un dispositivo no mayor a un

amperaje mostrado en la columna A de la misma tabla. Por ejemplo, si un

conductor de cobre 14 AWG es usado para el circuito de control de un arrancador

con una estación remota de pulsadores o botones y la protección del circuito ramal

de potencia de un arrancador es de 40 A, entonces la protección del circuito ramal

de potencia, no podría ser mayor de 45 A, valor mostrado en la columna C y por lo

tanto no se requiere la protección adicional para el circuito del arrancador. Pero si

la protección del circuito ramal de potencia, es de 100 A, entonces el conductor de

calibre 14 AWG debería tener una protección de 15 A, porque en la columna A de

la tabla 430-72.b), muestra que el conductor de calibre 14 AWG debe tener como

máxima protección según la nota 1, la cual está referida la tabla 310-16, donde el

conductor de calibre 14 AWG, en un conduit, por un pie de página, requiere la

protección de 15 A.

Debe notarse que en la columna A, de la tabla 430-72.b), se dan los valores para

ser usados en la protección contra la sobrecorriente, ubicados en el arrancador,

para proteger los conductores del circuito de control.

Excepción:

3) Se permite que los conductores alimentados por el lado

secundario de un transformador monofásico con secundario de

sólo dos hilos (una tensión) estén protegidos contra

sobrecorriente por el dispositivo de protección del lado primario

(suministro) del transformador, siempre que esa protección no

supere el valor determinado multiplicando la capacidad nominal

máxima del dispositivo de protección contra sobrecorriente para

el conductor del secundario, según la Tabla 430-72.b), por la

relación de tensión secundario a primario.

Los conductores del secundario del transformador (distintos de

los de dos hilos) no se deben considerar protegidos por la

protección del primario contra sobrecorriente.11

11

Ibíd., p. 431

Figura 171. Artículo 430-72b) excepción No. 3.


Excepción:

4) Los conductores de los circuitos de control sólo requieren

protección contra cortocircuito y falla a tierra y se permite que

estén protegidos por el dispositivo o dispositivos de protección

del circuito ramal de motores contra cortocircuito y falla a tierra

cuando la apertura del circuito de control pudiera crear un riesgo,

como por ejemplo el circuito de una bomba contra incendios y

similar.12

12

Ibíd., p 431

Esta excepción elimina la necesidad de protección del circuito de control, donde la

apertura del circuito puede crear riesgos, como en las bombas contra incendio o

sistemas de operación de seguridad.

“c) Transformador del circuito de control. Cuando un circuito de control de

motores tenga un transformador, se debe proteger de acuerdo con la Sección

450.”13

La sección 450 cubre el uso de transformadores de control y requerimientos de

protección del transformador. La regla básica para cada transformador de control

debe es que debe estar protegido de acuerdo con la sección 450-3 (usualmente

por un dispositivo de protección en el lado del primario no dimensionado más de

125% ,167 % o 300% de la corriente del primario), como muestra la figura 172.

Excepción:

1) Se permite que los transformadores de los circuitos de control

con potencia nominal menor de 50 VA, que formen parte integral

del controlador del motor y estén ubicados en su mismo

encerramiento, estén protegidos por los dispositivos de

sobrecorriente, medios de limitación de impedancia u otros

medios protectores intrínsecos del primario.14

Elimina la necesidad para la protección de cualquier transformador de control

dimensionado menor de 50 VA, que hace parte del arrancador que está en el

mismo encerramiento.

Excepción:

2) Cuando la corriente nominal del primario del transformador del

circuito de control sea menor a 2 A, en el circuito primario se

permite instalar un dispositivo de protección contra

13

Ibíd., p. 431

14 Ibíd., p. 431

sobrecorriente de capacidad nominal o ajustada a no más del

500 % de la corriente nominal del primario.15

Permite a un transformador de control, con una corriente primaria menor de 2 A,

estar protegido hasta un 500% de la corriente primaria, por un dispositivo de

protección en cada conductor no aterrizado del circuito de alimentación en el

primario del transformador, como muestra la figura 172.

Figura 172. Fusibles de protección del primario de un transformador que alimenta

un circuito de control.


Excepción

3) Cuando el transformador alimente un circuito de potencia

limitada de Clase 1 (véase Sección 725-21.a)), de Clase 2 o un

15

circuito de control remoto de Clase 3 que cumpla los requisitos

de la Sección 725. Véase Sección 725 Parte C.16

En la gran mayoría de los circuitos de control de motores, el voltaje de la bobina

de operación, es suministrado por dos conductores no puestos a tierra de

alimentación o un conductor y neutro. Los arrancadores convencionales son

fabricados con bobinas del mismo voltaje del motor. Por lo tanto, existen muchos

casos en los cuales es deseable o necesario usar arrancadores de menor tensión

que el motor. Tal podría ser el caso con media tensión (mayor que 600 V), en el

cual es necesario suministrar una fuente de baja tensión para operación de las

bobinas del arrancador de media tensión. En muchos casos de controladores y

contactores de motores para usos menores de 600 V, existen requerimientos de

seguridad condicionados al uso de circuitos de control de baja tensión, diferente

del circuito de carga.

Aunque las bobinas del contactor y dispositivos de piloto son disponibles y usados

efectivamente para controladores de motor con un tope hasta 600 V, tal práctica

ha sido prohibida en aplicaciones donde la atmósfera y otras condiciones de

trabajo hacen peligrosa la operación de los circuitos de control para el personal. Y

la dependencia del departamento de trabajo de los EE.UU., Seguridad

Ocupacional y Administración de la Salud (OSHA) asegura regulaciones que

requieren 120 V o 220 V para los circuitos del motor de 460 V. En tales casos, los

transformadores de control son usados para bajar el nivel de voltaje, para permitir

el uso de bajos voltajes en los circuitos de control.

“Excepción 4) Cuando la protección la proporcione otro medio aprobado.”17

Los fabricantes pueden elaborar circuitos que deben ser certificados por entes

reguladores.

16

Ibíd., p. 432

17 Ibíd., p. 432

“Excepción 5) Se debe omitir la protección contra sobrecorriente cuando la apertura del circuito de control pudiera crear un peligro, como por ejemplo el circuito de control de una bomba contra incendios o similar.”18

Esta excepción elimina cualquier necesidad de protección del circuito de control,

donde la apertura del circuito puede crear riesgos, como en las bombas contra

incendio o sistemas de operación de seguridad.

4.13.3 Artículo 430-73. Protección mecánica de los conductores.

Cuando el daño a los conductores de un circuito de control de

motores se constituya en un riesgo, todos los conductores de

dicho circuito de control remoto que estén fuera del dispositivo de

control deben ir instalados en una canalización o estar protegidos

contra daños físicos por otro medio adecuado.19

La condición bajo cual la protección física del conductor del circuito de control,

llega a ser necesaria, es donde el daño de los conductores podría presentar un

riesgo peligroso o de incendio. El daño a los conductores del circuito de control

resulta en un cortocircuito de dos o más conductores o la interrupción de uno de

los conductores podría resultar en la operación o no operación del dispositivo de

parada, creando peligro para el personal y la propiedad, en tales casos los

conductores deben estar instalados en canalizaciones compactas.

Si una parte del circuito de control esta puesto a tierra y si en algún momento

existe un contacto accidental por parte del circuito de control remoto, el circuito de

control puesto a tierra no debe permitir energizar el arranque del motor y no

interrumpir el correcto accionamiento de los dispositivos manuales de corte o los

dispositivos de seguridad de corte automático. La figuras 173 y 174, indican un

ejemplo de conexión incorrecta y conexión correcta de los dispositivos de control

de motores. Debe recordarse que la mayoría de las fallas eléctricas son las fallas

18

Ibíd., p. 432

19 Ibíd., p.432

a tierra. Para disminuir la posibilidad de falla, siempre se debe aterrizar el neutro.

Figura 173. Conexión incorrecta y conexión correcta del circuito de control puesto

a tierra.

Fuente. MARK, Earley. National Electrical Code Handbook. 10 ed. Internacional

Electrical Code., 2005. p. 575.

Figura 174. Un conexión incorrecta y un cableado desde un transformador de

control. De acuerdo al segundo parrafo del Art. 430-73.

Fuente. MARK, Earley. National Electrical Code Handbook. 10 ed. Internacional


4.13.3.1 Protección contra arranque accidental. Las combinaciones de fallas a

tierra pueden desarrollar cortos en los pulsadores de arranque-parada,

interruptores límite de posición, interruptores de presión, etc., que

accidentalmente energicen el motor a pesar de que los dispositivos de

señalización estén en la posición de apagado. También porque los tramos de

muchos circuitos de control remoto son largos y las posibles fallas tienen muchos

puntos en las que podrían ocurrir. Otra causa sería el rompimiento del aislamiento,

desgaste ó contactos, debido a la acumulación de materia extraña o la humedad, y

contactos sobre las canalizaciones de los conductores son las condiciones de falla

más comunes, y son responsables de la operación accidental de los controladores

de los motores.

Como se muestra en la figura 175, cualquier controlador de motor magnético

usado en un sistema de 3 líneas sin conexión a tierra, siempre presenta la

posibilidad de arranque accidental del motor. Si, por ejemplo, sucede una falla

monofásica a tierra, esta no es detectada, incluso si esta falla a tierra es de un

sistema de larga distancia desde el controlador. Una segunda falla a tierra en la

conexión del pulsador de arranque, activa el circuito de control remoto con la

consecuente energización de la bobina de arranque del motor.

Figura 175. Circuito de control con una falla a tierra que puede iniciar el arranque

del motor.

Fuente. MCPARTLAND, Joseph F. Design and layout of modern motor circuits:

based on the 1984 NE code regulations. McGRAW-HILL., 1978. p. 52

La figura 176, muestra el uso de un transformador de control, para aislar el circuito

de control, de la respuesta a la combinación de fallas a tierra, que aparecen en la

figura 175, este transformador puede convertir el voltaje del circuito de motor a un

nivel inferior para el circuito de control.

Figura 176. Uso de un transformador para aislar el cicuito de control.



La figura 177, indica el uso de doble pulsador de arranque o de inicio conectado

desde el circuito ramal, sin conexión a tierra, de un sistema con tres líneas.

Figura 177. Circuito de control con doble pulsador de arranque.



En este tipo de conexión se protege contra el arranque accidental del motor, en las

condiciones de falla que se detallaron en la figura 177.

La falla a tierra en el circuito de control del motor, puede producir una ruta de

acceso, a través de la bobina de un contactor cerrado, para mantenerla

energizada (bypass), independientemente del funcionamiento del dispositivo piloto

que indica la apertura del circuito de la bobina. También, esto se puede hacer por

una combinación de fallas a tierra, que cortocircuitan el dispositivo de parada. Si

no se abre el circuito de control, puede hacerse graves daños a los motores en

algunas aplicaciones y puede ser un peligro para el personal.

Las características del funcionamiento de las bobinas de los contactores,

contribuyen a un posible error de operación de un arrancador, debido a que no

responden los dispositivos de parada. Las bobinas de los contactores se

enganchan con aproximadamente el 85% de su voltaje nominal, pero se requiere

sólo el 50% del valor nominal para que la bobina pueda mantener el enganche del

contactor. En tales condiciones, incluso para las longitudes cortas en las

terminales de los contactos de control, se pueden generar caminos para el flujo de

corriente, causando cortocircuitos, de la estación de parada. También las fallas de

cortocircuito pueden eliminar los relés de sobrecarga, dependiendo de su posición,

es decir, si están antes de la bobina de operación, provocan la eliminación de la

protección de sobrecarga del motor, debido a que estos quedan como

conductores.

La figura 178, es una modificación de la conexión de la figura 177, utilizando un

botón de arranque de 2 polos y un doble botón de parada. De esta manera los

efectos de las fallas a tierra son eliminados.

Figura 178. Circuito de control con doble pulsador de arranque y dos pulsadores

de parada.



La figura 179, muestra otro ejemplo, de una instalación de circuito de control que

debe ser cuidadosamente diseñado y es requerido por el segundo párrafo del

artículo 430-73, que debe observarse en cualquier circuito de control que tiene una

conexión a tierra. Cada vez que la bobina se alimenta de un circuito compuesto de

un conductor de línea y el neutro (cuando la bobina está alimentada por un tablero

de distribución o transformador de control independiente, en lugar de los

conductores de alimentación del circuito ramal), se debe tener cuidado de colocar

la estación de pulsador o de otro dispositivo de control de conmutación, en la

línea, para que la puesta en marcha del motor por falla a tierra accidental pueda

ser eliminada.

Figura 179. Pulsadores ubicados sobre la linea de una bobina con el neutro

aterrizado.



4.13.4 Artículo 430-74. Desconexión.

a) Generalidades. Los circuitos de control de motores deben

estar instalados de modo que queden desconectados de todas

las fuentes de alimentación cuando los medios de desconexión

estén en posición de abiertos. Se permite que los medios de

desconexión consistan en dos o más dispositivos

independientes, uno de los cuales desconecte el motor y el

controlador de la fuente o fuentes de alimentación del motor, y

los demás desconecten el circuito o circuitos de control de

motores de su fuente de alimentación. Cuando se utilicen

dispositivos independientes, deben estar ubicados uno al lado

del otro. 20

En la figura 180, un único interruptor de desconexión desenergiza al motor y al

circuito de control, porque el paso de la corriente se realiza por el transformador

de control que está instalado en el lado de la carga de la desconexión.

20

Ibíd., p. 432

Figura 180. Desconexión del circuito de control.



En la figura 181, sin embargo, es necesario proporcionar algunos medios para

asegurar que el circuito de control esté desenergizado, cuando el circuito de

potencia del motor está abierto. La desconexión de 4 polos que se muestra en el

dibujo, puede ser un pulsador de 4 polos o un interruptor de 3 polos y un auxiliar

de contactos para abrir la línea del circuito de control.

Figura 181. Trasnformador conectado afuera del arrancador del motor.



Cuando se utilicen medios de desconexión independientes, estos deben estar

ubicados uno al lado del otro.

Excepción:

1) Cuando se requiera desconectar más de 12 conductores del

circuito de control de motores, se permite que un medio de

desconexión esté ubicado en un lugar no inmediatamente al lado

del otro, siempre que se cumplan todas las condiciones

siguientes:

a. El acceso a las partes energizadas se limite a personas

calificadas, de acuerdo con la Parte K de esta Sección.

b. Se coloque una señal permanente de advertencia en el

exterior de todas las puertas o cubiertas de los encerramientos

de equipos que den acceso a partes energizadas del circuito o

circuitos de control de motores, avisando que el medio de

desconexión del circuito de control del motor está ubicado a

distancia y especificando la ubicación e identificación de cada

medio de desconexión. Cuando las partes energizadas no estén

en un encerramiento de equipos, tal como permiten los Artículos

430-132 y 430-133, se deberán colocar una o más señales de

advertencia en lugar visible para las personas que puedan estar

trabajando en el área donde haya partes energizadas.21

La excepción No. 1 de la parte (a) es de un tipo de control de motores industriales,

que implican extensas conexiones de enclavamiento de circuitos de control para

procesos de operación de multimotor o máquinas de secuencia. Esta sección

altera la regla básica de desconexión de los circuitos de control, que debe se

inmediatamente localizada uno al lado del otro. Cuando un equipo de control con

más de doce conductores, la localización remota de desconexión es permitida bajo

las condiciones dadas en la excepción No. 1. Como muestra la figura 182, este

permiso es aplicable solamente donde las personas calificadas tiene acceso a las

partes energizadas y cuando suficientes señales de aviso son usadas sobre los

equipos, para localizar e Identificar las distintas formas de desconexión, asociadas

con los conductores del circuito de control.

21

Ibíd., p. 432

Figura 182. Interconexión extensiva de circuitos de control, desconectadores de

circuitos de control que no están al lado de los desconectadores de potencia.


“Excepción:

2) Cuando la apertura de uno o más de los medios de desconexión del circuito de

control de motores pueda resultar en condiciones potencialmente peligrosas para

las personas o la propiedad y se cumplan las condiciones de los apartados a y b

de la Excepción Nº. 1.”22

La excepción No. 2, presenta otro ejemplo, en el cual los dispositivos de

desconexión de los circuitos de control de motores, requieren ser montados, uno

no al lado del otro. Esto nota que donde la apertura de uno o más de los circuitos

de control del motor, puede resultar peligroso para el personal o la propiedad, el

montaje remoto, puede ser usado donde se cumplan las condiciones dadas por la

excepción No. 1, es decir que el acceso es limitado a las personas calificadas y

que las señales de aviso son localizadas sobre la parte externa de los equipos,

para indicar la localización e identificación de la desconexión de cada circuito de

control remoto.

22

Ibíd., p. 433

Excepción

2 b) Transformador de control en el encerramiento del

controlador. Cuando se instale un transformador u otro

dispositivo para reducir la tensión para el circuito de control de

motores y esté ubicado en el encerramiento del controlador,

dicho transformador o dispositivo debe ir conectado al lado de la

carga del medio de desconexión del circuito de control del

motor.23

El requerimiento de la parte b de esta excepción es ilustrada en la figura 183,

cuando un transformador de control está ubicado en el arrancador, los

interruptores del circuito ramal de potencia, pueden desenergizar al transformador

de control. La tierra del circuito de control no siempre es necesaria, como lo anota

la excepción de la sección 250-5. La protección de sobrecorriente debe ser

derivada del circuito de control, cuando es usado un transformador de control,

como esta en la sección 430-72.b). Tal protección puede ser sobre el primario o

secundario del transformador, como lo determina esta sección. La sección 450-1,

excepción No.2 nota que la regla no aplica para transformadores tipo seco.

23

Ibíd., p. 433

Figura 183. Transformador de control en el arrancador del motor, debe estar al

lado de la desconexión de la carga


Un transformador de control alimentado desde el circuito ramal de potencia,

componente de un arrancador debería ser exento de la regla 450-3, cubriendo la

protección de sobrecorriente para transformadores, pero tendría que cumplir con

la sección 430-72.c).

5. NORMATIVIDAD

Los componentes de los esquemas son representados simbólicamente y de ello

la importancia de definir el tipo de convenio empleado en la representación

simbólica.

Como base sistemática, la simbolización se organiza a finales del siglo XIX, con la

Revolución Industrial, y se consolida en la primera guerra mundial. El primer

organismo dedicado a la normalización nace en Alemania en 1917, denominado

NADI (Normen-Auschuss der Deutschen Industrie-¨Comité de Normalización de la

Industria Alemana¨), publica las normas DIN (Deutsches Institut für Normung),

nombre designado en 1975. Otros países como Francia en 1918, creó el AFNOR

(Asociación Francesa de Normalización). En 1919 Inglaterra a través de una

organización privada instituyó la BSI (British Standards Institution).

Para una coordinación internacional de estos sistemas, en 1926 surge entonces la

ISA (International federation of the National Standardization Associations), que en

1947 es reemplazada por la ISO (International Organization for Standardization),

dependiente de la ONU.

España inicialmente adopta las normas DIN, pero en 1945 el Centro Superior de

Investigaciones Científicas (CSIC), crea el Instituto de Nacionalización y

Normalización IRANOR, encargado de elaborar las normas españolas UNE (Una

Norma Española).

Según el contenido de las normas, se clasifican en:

Normas fundamentales de tipo general: pertenecen las relacionadas a los formatos, tipos de línea, rotulación, vistas, etc.

Normas fundamentales de tipo técnico: son las referenciadas a los elementos mecánicos y su representación, como las normas de tolerancia, roscas, soldadura, etc.

Normas de materiales: son las relacionadas con la calidad de los materiales, o sus características de designación, propiedades, composición y ensayo.

Normas de dimensiones de piezas y mecanismos: referencia dimensión, formas y tolerancias admisibles.

Según su ámbito de aplicación pueden ser:

Internacionales: es un grupo de normas emitidas por la ISO, IEC, IEEE y UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones).

Regionales: su validez es continental tales como la CEN, CENELEC, ETSI y ANSI.

Nacionales: son las emitidas por los distintos organismos nacionales de normalización en concordancia con las normas regionales e internacionales. Como ejemplo las normas ICONTEC están concordancia con la ANSI.

De empresa: creadas por cada institución privada para delimitar sus labores industriales y que complementan las normas nacionales para cada empresa.

En síntesis la normalización, nace de la necesidad de organizar los procesos

industriales y obtener la calidad de los productos generados en estos procesos.

Normalizar consiste en definir, tipificar y simplificar, con lo que se asegura

sostener una economía competitiva, donde reside el principio del intercambio

comercial, con figuras generadas del comercio, como lo es la garantía. La

normatividad dinamiza las actividades productivas, caracterizadas por estar en un

sistema coherente con tareas colectivas y sosteniendo un equilibrio técnico

armonizado con la actualidad en el mercado.

5.1 OGANISMOS DE NORMALIZACIÓN

5.1.1 IEC-Comisión Electrotécnica Internacional. Se establece en 1906 con el

ánimo de promover la calidad, la reproducibilidad, la calidad, la compatibilidad con

los aspectos medioambientales de los materiales, los productos y los sistemas

eléctricos y electrónicos. En la actualidad forman parte de este organismo 51

comités nacionales.

5.1.2. IEEE-Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos. Dedicada a la

estandarización, con sus estándares normaliza en el campo de la electricidad,

computación, telecomunicaciones y tecnología de control. Posee más de 900

estándares activos.

5.1.3 ANSI-Instituto Nacional Estadounidense de Estándares. Que supervisa

la emisión de las normas técnicas de productos, servicios, procesos y sistemas.

Trabaja en el mundo con el concepto de distritos. En la actualidad son trece los

distritos de trabajo, para América latina se le asignó el distrito cuatro, lo anterior

para unificar la normalización de una forma más ágil, clara y armónica con la

región que se asocia, para su aplicación en cada país que pertenezca al distrito.

5.1.4. NEMA-Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos. De fabricantes y

comerciantes de la industria eléctrica americana, con el objetivo de estandarizar la

fabricación de productos líderes en el buen manejo de la energía eléctrica.

Esta norma describe a un producto, un proceso o procedimiento de acuerdo a las

características de nomenclatura, diseño, construcción, seguridad, características

de operación, servicio para el cual fue diseñado, entre otras.

5.1.5 ISA-Sociedad de Sistemas de Instrumenbtación y Automatización.

Encargada de normalizar la instrumentación industrial para la automatización y la

simbología utilizada para tal fin, con la emisión de diagramas y terminología

aceptada dentro de la labor industrial.

Los instrumentos son identificados por números en una etiqueta, que identifican la

función en el proceso y el lazo de control en el cual está localizado.

5.1.6 CENELEC-Comité Europeo de Normalización Electrotécnica. Está

compuesto por los organismos de normalización de los quince estados miembros

de la Unión Europea y tres países miembros de la Asociación Europea de Libre

Cambio.

En este continente existen asociaciones en cada país que regulan internamente su

normatividad. Entre las más destacadas están AFNOR (Francia), AENOR

(España), BSI (Inglaterra) y DIN (Alemania).

5.1.7 ICONTEC-Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación.

Encargado de elaborar las normas técnicas para la producción industrial en

Colombia. Su trabajo está muy ligado a la normatividad emitida por la ANSI, en el

campo de la Ingeniería Eléctrica la norma que rige actualmente es la 2050, en el

capítulo 4, sección 430 trata los motores y afines.

Taba 27. Instituciones importantes en la normalización de procesos industriales.

Siglas Organización

IEC Comisión Internacional Electrotécnica

ANSI Instituto de Normalización Americano

BS Normas Inglesas

CEE Normas Internacionales preferentes para aparatos de instalación.

CEI Comité Eléctrico Italiano

CEMA Asociación de Fabricantes Canadienses de Productos Eléctricos

CENELEC Comité Electrotécnico para la Normalización Electrónica.

NEMKO Organismo de Control Danes para Productos Electrotécnicos.

EN Norma de la comunidad Europea.

SEMKO Organismo de Control Sueco para Productos Electrónicos.

SEN Normas Suecas

UNE Una Norma Española.

UTE Asociación Electrónica Francesa

VDE Asociación Electrónica Alemana.

UL Underwriters Laboratorios. Es una organización independiente de certificación de productos de seguridad.

5.2 DIBUJO INDUSTRIAL

Una instalación eléctrica consiste en un conjunto de elementos (dispositivos eléctricos) conectados entre sí por medio de conductores. El dibujo unifica el criterio de las conexiones y su interrelación de dependencia con los elementos del circuito. La forma de desarrollar el criterio se lleva a cabo por los esquemas eléctricos, son

el resultado de los distintos convenios de representación lógica, que forman un

lenguaje particular de acuerdo a su aplicación. Los dispositivos de los esquemas

eléctricos son representados de forma simbólica.

El Dibujo Industrial o Dibujo Técnico puede estar dividido en dos ramas.

La primera rama, muestra la realidad física tridimensional básica, como

ejemplo es el dibujo de taller, de mecánico y de armado.

En la segunda rama se interpretan las conexiones en el plano XY de los

distintos dispositivos: este es el caso de las Instalaciones Eléctricas,

Instalaciones de Tuberías y Neumáticas.

5.2.1 Normalización de dibujo técnico. La DIN 199 clasifica los dibujos técnicos

atendiendo a los siguientes criterios:

Objetivo del dibujo.

Forma de realización del dibujo

Contenido.

Destino.

5.2.1.1 Formatos de dibujo y su archivado. Se denomina formato a cualquier

tipo de lámina de papel cuyas dimensiones, tamaños y márgenes cumplan con la

normalización.

Las dimensiones de los formatos se encuentran determinadas por las normas

UNE 1011, DIN 476 e ISO 216.

Las ventajas de la normalización residen en una presentación única de las piezas,

manejo óptimo del espacio para el dibujo de los proyectos, facilidad en el archivo y

plegado.

5.2.1.2 Reglas de referencia y semejanza. Las referencias de los planos se

hace por letras y por números; las letras asignan la Norma (A, B o C, según la

serie), los números asignan el formato (0, 1, 2,3 ó 4, según el tamaño).

Como ejemplo DIN A3, indica el formato DIN y el tamaño es A3 de 420 mm de

ancho y 297 mm de alto, serie principal.

Todos los formatos se obtienen doblando en dos el formato anterior, el tamaño del

formato A0 es de un metro cuadrado.

Figura 184. Dimensiones para los formatos serie A.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:A_size_illustration.svg#filehistory

5.2.1.2.1 Series auxiliares. Para los tamaños de los sobres, carpetas,

archivadores, etc. Se emplean las series auxiliares B y C.

La serie B está formada por los medios geométricos de los lados del formato de

cada dos consecutivos de la serie A, la serie C está conformada por los medios

geométricos de las series A y B.

Tabla 28. Dimensiones formatos B y C.

Fuente.

http://www.colexiocalasancias.com/Docencia/debuxo/componentes/TEMA_Normat

iva.pdf.

5.2.1.3 Márgenes para formatos A. Las márgenes deben ser de 20 mm y para

los formatos menores, de 7 mm, respetándose en todos los formatos una margen

de 20 mm a la izquierda, para facilitar el encuadernado. La línea que delimita la

zona del dibujo debe ser gruesa.

Figura 185. Esquemas de ubicación de las márgenes para formatos serie A.

Fuente.


iva.pdf.

5.2.1.4 Rotulación. La rotulación de un plano debe ser de una forma clara y

sencilla, distribuida de una forma ordenada para facilitar la lectura, respetando las

alturas de las letras mayúsculas y minúsculas. Estas se pueden realizar a mano o

con plantillas.

La ubicación del rotulado del plano debe ser en la esquina inferior derecha cuando

la posición del plano es de forma horizontal. Si la posición del plano es vertical, la

ubicación del rotulado es girada 90° en sentido anti horario, con base a la

ubicación del rotulado en la posición horizontal del plano.

Figura 186. Esquemas de ubicación de rótulos para formatos serie A.

Fuente.


iva.pdf.

La norma ISO 3089 regula la forma y los tamaños normalizados de los textos

escritos en los dibujos técnicos. Una correcta rotulación debe realizarse de

acuerdo a:

El espaciado entre caracteres debe ser por lo menos el doble del grosor de la línea.

Un tamaño mínimo de 2,5 mm de altura.

Usar tipo de letra sans sheriff, de 0,85 mm de ancho, para reproducción en computador.

Para letra cursiva la inclinación de la letra es de 15° a la derecha.

La altura de la letra está determinada por la altura h de la letra mayúscula,

con base a esta altura se determina la altura de las demás letras.

Figura 187. Forma de la letra en el rotulado.

Fuente.


iva.pdf.

Figura 188. Esquema de rotulación basado en la norma ISO 7200.

Fuente.


iva.pdf.

5.2.1.5 Numeración de planos. Internamente cada empresa asigna una

identificación dentro del bloque de títulos.

Se asigna un número o letra al plano para su identificación, para planos con

maquinaria se asignan varios números como identificación, a saber:

Primera cifra. Identifica el tipo de aparato representado, esta cifra sirve para catalogar a todos los planos pertenecientes a este conjunto para su posterior archivado.

Segunda cifra. Corresponde a todo el subconjunto que hace parte del conjunto, son las partes de la máquina eléctrica.

Tercera cifra. Representa el orden de cada subconjunto, identifica el tipo de pieza de la máquina.

Ejemplo: se posee un plano de una instalación eléctrica industrial, en esquema

unifilar identificado por la siguiente codificación: 140-05-IE-14.

140: Número asignado al tipo de proyecto.

05: Sector asignado (Centro de transformación).

IE: Codificación asignada al departamento de ingeniería eléctrica.

14: Corresponde al número de orden del plano asignado dentro del

proyecto para su archivo.

Las señales de centrado se ubican de forma sobresaliente, entre 5 mm y 10mm

del recuadro principal de los ejes de simetría de la zona del dibujo. El recuadro

principal también puede estar acompañado de un sistema de coordenadas,

cuando el dibujo contiene muchos detalles y elementos. Las coordenadas son

referenciadas por números o por letras.

Los planos originales nunca se doblan para evitar daños en el dibujo. El archivado

de planos es de vital importancia, como medio de mantener la memoria de los

proyectos realizados para una posterior consulta. El papel utilizado para su

archivado es el de tipo vegetal y de poliéster.

5.2.1.6 Escalas. Es la representación del objeto en un tamaño determinado por el

dibujo respecto del tamaño real del objeto.

La escala se obtiene del resultado de la relación de dos números enteros.

Escala Natural (1:1): El dibujo tiene el mismo tamaño que el objeto real.

Escala de Reducción (1: X, X>1): El dibujo tiene menor tamaño que el objeto real.

Escala de Ampliación (X: 1, 1<X): El dibujo tiene mayor tamaño que el objeto real.

Figura 189. Escalas recomendadas según la norma ISO 5455.

Fuente.


iva.pdf.

Para el dibujo asistido por computador se sigue la norma DIN 823.

5.3 SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA BÁSICA

Se define la simbología de algunos de los componentes básicos que se encuentra

en instalaciones eléctricas sencillas, como a un local o una vivienda, o al tablero

eléctrico de Mando de una instalación industrial, para la ilustración de cada

elemento,…ver capitulo 6….

5.3.1 Contornos y envolventes. La norma UNE-EN 60617-2 en su capítulo I,

sección 1, define cómo deben representarse los límites que definen dónde se

alberga un determinado circuito.

5.3.2 Conductores. La representación de los conductores que integran un

circuito es tratada en la norma UNE-EN 60617-3 en su sección 1. También es

objeto de la norma UNE-EN 60617-11 para el caso particular de la representación

de instalaciones de edificios (capítulo IV, sección 11).

5.3.3 Uniones y ramificaciones. La representación de la unión entre dos o más

conductores, o bien la ramificación de un conductor en varios, es objeto de la

norma UNE-EN 60617-3 en su sección 2.

5.3.4 Puesta a tierra, equipotencialidad. Los símbolos que representan la

puesta a tierra y de tierra de las carcasas de los equipos eléctricos están reunidos

en la sección 15 de la norma UNE-EN 60617-2.

5.3.5 Naturaleza de la corriente y de la tensión. La simbología que regula cómo

reflejar en los esquemas la naturaleza del suministro eléctrico es objeto de la

norma UNE-EN 60617-2.

5.3.6 Tomas de corriente. Las tomas de corriente, los enchufes y en general los

conectores son objeto de estudio de la sección 3 de la norma UNE-EN 60617-3.

5.3.7 Dispositivos de iluminación y señalización. Para la representación de

luminarias y de luces de señalización en circuitos de edificaciones es útil la norma

UNE-EN 60617-11.

5.3.8 Componentes de mando-interruptores. Los interruptores es objeto de

estudio de la norma UNE-EN 60617-7. En el capítulo III, sección 7, se define la

representación de los interruptores, dispositivos de conexión y cebadores

(dispositivos que sirve para iniciar un proceso físico o químico). La simbología se

basa en la del contacto (UNE-EN 60617-7, capítulo II, secciones 2 a 6) y la

referida a la forma de accionamiento y a la conexión mecánica entre el accionador

y el contacto propiamente dicho, contenida en la norma UNE-EN 60617-2, capítulo

III.

Para la representación de pulsadores en circuitos unifilares, la norma a utilizar es

la UNE-EN 60617-11.

5.3.9 Dispositivos de protección.

5.3.9.1 Fusibles. El fusible es un dispositivo de protección cuya función es abrir el

circuito en caso de que la intensidad de la corriente supere un cierto valor durante

un determinado tiempo. La representación de los distintos tipos de fusibles es

objeto de la norma UNE-EN 60617-7, capítulo VII.

5.3.9.2 Interruptores automáticos. La representación de los interruptores

automáticos es objeto de estudio de la norma UNE-EN 60617-7, capítulo III,

sección 13.

El tablero de distribución de una instalación eléctrica tiene distintos tipos de

interruptores automáticos, destinados a la protección del sistema y sus usuarios.

Así, en general:

Un interruptor general automático del tipo magnetotérmico, IGA, que corta

fases y neutro, y tiene mando manual.

Un interruptor diferencial, ID, que corta fases y neutro, y que se activa cuando

existen derivaciones de corriente a tierra, protegiendo en caso de descargas

accidentales.

Un cierto número de pequeños interruptores automáticos del tipo

magnetotérmico, PIAs, que cortan las fases en caso de sobreintensidad.

Cumplen la misma función que un fusible pero el corte no implica la

destrucción del elemento: se rearman manualmente.

5.4 NORMAS CON SU ALCANCE

Clasificación de las normas más representativas para el manejo y representación

de la lógica cableada, utilizada en el control electromecánico de una instalación

industrial. Para nuestro país la reglamentación en el proceso de diseño e

implementación del control industrial, se ciñe por la norma Internacional IEC

61082.

5.4.1 Normas IEC.

5.4.1.1 IEC 1082 o 61082. Trata de las reglas generales para preparación de

documentos usados en la electrotecnia y reglas específicas para ciertas clases de

documentos de ingeniería eléctrica.

1082-1: Parte 1: requerimientos generales

1082-2: Parte 2: orientación de las funciones en los esquemas.

1082-3: Parte 3: Esquemas, tablas y listas de conexiones.

1082-4: Parte 4: Documentos de localización

Se debe adquirir el hábito de preceder las referencias de los aparatos eléctricos

por un signo “–”, ya que los signos “=” y “+” quedan reservados para los niveles

superiores (por ejemplo, máquinas y talleres).

5.4.1.2 IEC 60204. Esta parte de la norma es aplicable a los aparatos eléctricos y

electrónicos y sistemas de las máquinas no portátiles de mano durante el trabajo,

incluyendo un grupo de máquinas para trabajar juntos en una manera coordinada

pero con exclusión de los aspectos de nivel superior de sistemas (las

comunicaciones entre los sistemas).

5.4.1.3 IEC 60364. Esta parte es aplicable a los aparatos eléctricos o partes de

los aparatos eléctricos que funcionan con tensiones de alimentación nominal no

superior a 1000 V en corriente alterna y no superior a 1 500 V en corriente

continua, y con frecuencia nominal que no exceda de 200 Hz. No cubre todos los

requisitos (por ejemplo, protección, enclavamiento, o control), que son necesarios

o requeridos por otras normas o reglamentos a fin de proteger a las personas de

otros riesgos de peligros eléctricos. Cada tipo de máquina tiene requisitos únicos

que pueden alojarse para proporcionar la seguridad adecuada. Requisitos

adicionales y especiales se pueden aplicar a los equipos eléctricos de las

máquinas que: se utilizan al aire libre (es decir, fuera de los edificios u otras

estructuras de protección); parar procesar o la producción de materiales

potencialmente explosivos (por ejemplo, pintura o aserrín); son utilizados en

atmósferas potencialmente explosivas y / o atmósferas inflamables; tienen riesgos

especiales cuando la producción o uso de determinadas materias; se utilizan en

las minas; son máquinas de coser, unidades y sistemas (que están cubiertos por

la norma IEC 60204-31); son máquinas de elevación (que están cubiertos por

60204-32). Circuitos de potencia, donde la energía eléctrica se utiliza directamente

como una herramienta de trabajo, están excluidos de esta parte de la norma IEC

60204.

5.4.1.4 IEC 60073. Trata normas generales para la asignación de significados

particulares a determinadas indicaciones visuales, acústicos y táctiles con el fin de

aumentar la seguridad de las personas, los bienes y / o el medio ambiente a través

del seguimiento y control de los equipos o proceso. Facilitar el adecuado

seguimiento, control y mantenimiento de los equipos o proceso, Facilitar el

reconocimiento rápido de las condiciones de control y las posiciones del actuador.

Esta norma es de aplicación general, a partir de casos sencillos, como luces de

indicador único, pulsadores, indicadores mecánicos, diodos emisores de luz (led) o

pantallas de visualización de vídeo a las estaciones de control extensivo, que

puede incluir una amplia variedad de dispositivos para el control de un equipo o

proceso. Nota de aplicación de los principios generales que codifica la muestra en

las pantallas deben llevarse a cabo sin modificación, cuando la seguridad de las

personas, los bienes y / o el medio ambiente está implicado.

En caso de un tipo particular de codificación debe ser asignado por un comité

técnico para una función especial.

5.4.1.5 IEC 60439. Para preparar las normas internacionales que cubran los

comités, que son combinaciones de uno o más piezas de equipo bajo tensión, no

superior a 1 kV AC o 1,5 kV en corriente continua junto con el control de asociados

y / o equipos de potencia, de medida, de señalización, protección, la regulación de

equipos, etc.

Esta norma se aplica al tipo aprobado por los comités, destinados a ser utilizados

en obras de construcción, es decir, lugares temporales de trabajo para que el

público en general no tenga acceso y donde la construcción, instalación,

reparación, modificación o demolición de propiedades (inmuebles) o ingeniería

civil (obras públicas) o excavación, o cualquier otra operación similar se llevan a

cabo. La tensión nominal primaria y secundaria de la tensión nominal de los

transformadores incorporados se situará dentro de los límites especificados en la

norma IEC 60439-1. Requisitos para la protección eléctrica proporcionada por el

equipo fabricado de acuerdo con esta Norma Internacional deberán cumplir con

los requisitos indicados en la norma IEC 60364-7 y 60704.

5.4.1.6 IEC 60445. Trata de los principios básicos de seguridad para la interfaz

hombre-máquina, el marcado e identificación de los terminales de los equipos y

las terminaciones del conductor.

Esta norma se aplica a la identificación y marcado de los terminales de los

aparatos eléctricos, tales como resistencias, fusibles, relés, contactores,

transformadores, máquinas rotativas y cuando proceda, a las combinaciones de

estos equipos. También se aplica a la identificación de las terminaciones de

ciertos conductores designados. Esta norma incluye además las normas generales

de un sistema alfanumérico.

5.4.1.7 IEC 60446. Trata de los principios básicos de seguridad para la interfaz

hombre-máquina, marcado e identificación por colores o caracteres

alfanuméricos.

Esta norma internacional establece normas generales para el uso de ciertos

colores o identificación por caracteres alfanuméricos, para identificar a los

conductores con el fin de evitar la ambigüedad.

5.4.1.8 IEC 60447. Trata los principios básicos de seguridad para la interfaz

hombre-máquina, el marcado y la identificación de principios de accionamiento

5.4.1.9 IEC 60529. Trata sobre los grados de protección según el código de

clasificación IP, para tensiones no superiores a 72,5 kV. El objeto de esta norma,

son las definiciones de grados de protección proporcionados por las condiciones

de los dispositivos y maquinas eléctricas referidas a:

La protección de las personas contra el acceso a partes peligrosas dentro

de la carcasa.

Contra la entrada de cuerpos sólidos en los dispositivos y máquinas

eléctricas.

La protección de los equipos dentro de la carcasa contra los efectos

nocivos debido a la entrada de agua.

Las designaciones para estos grados de protección.

Requisitos para cada designación.

Las pruebas que deben realizarse para comprobar que el recinto cumpla con los

requisitos de esta norma. Seguirá siendo responsabilidad de cada uno de los

comités técnicos para decidir sobre el alcance y la manera en que, la clasificación

se utiliza en sus normas y definir como se aplica a su equipo. Sin embargo, se

recomienda que para una clasificación las pruebas no difieran de lo especificado

en esta norma. Si es necesario, los requisitos complementarios podrán ser

incluidos en la norma del producto de referencia. Una guía para los detalles que

serán especificados en las normas del producto de referencia se da en el anexo B

de la norma

5.4.1.10 IEC 60529. Para un tipo particular de equipo, un comité técnico puede

fijar requisitos diferentes. Siempre que al menos el mismo nivel de seguridad este

garantizado.

5.4.1.11 IEC 60617. Trata sobre los símbolos gráficos para el uso en los

diagramas electrotécnicos.

“Artículo 4.1.5 Escritura y orientación de la escritura. Toda escritura que figure en

un documento debe poderse leer en dos orientaciones separadas con un ángulo

de 90º, desde los bordes inferior y derecho del documento”.24

Figura 190. Escritura y orientación en un esquema.


Artículo 3.3: Estructura de la documentación: La presentación de

la documentación conforme con la estructura normalizada

permite subcontratar e informatizar fácilmente las operaciones de

24

SCHNEIDER ELECTRIC. Manual electrotécnico Telemecanique [en línea].

<http://www.sebyc.com/descargas/telesquemario/ManualElecTeleme.pdf> [citado en 20 de octubre

de 2010]

mantenimiento. Se admite que los tamaños de los datos relativos

a las instalaciones y a los sistemas puedan organizarse mediante

estructuras arborescentes que sirvan de base. La estructura

representa el modo en que el proceso o producto se subdivide en

procesos o subproductos de menor tamaño. Dependiendo de la

finalidad, es posible distinguir estructuras diferentes, por ejemplo

una estructura orientada a la función y otra al emplazamiento.25

5.4.1.12 IEC 60898. Es aplicable a interruptores de corriente alterna de air-break

para operar a 50 Hz o 60 Hz, con una tensión nominal no superior a 440 V (entre

fases), una corriente nominal no superior a 125 A y una potencia de corto circuito

de la capacidad no superior a 25.000 A. En la medida de lo posible, está en

consonancia con los requisitos contenidos en la norma IEC 60947-2. Estos

interruptores están destinados a la protección contra sobrecargas de las

instalaciones de cableado de los edificios y otras aplicaciones similares, que están

diseñados para su uso por personas sin instrucción y que no se mantiene. Están

diseñados para su uso en un entorno con grado de contaminación 2. Son

adecuados para el aislamiento. Esta norma no aplica a:

Interruptores automáticos destinados a proteger los motores.

Interruptores de circuito, la configuración actual de la cual es ajustable por

medio accesible para el usuario.

Para interruptores automáticos con un grado de protección superior IP20 según

IEC 60529, para su uso en lugares donde prevalecen condiciones ambientales

difíciles (por ejemplo, exceso de humedad, calor o frío o el depósito de polvo) y en

lugares peligrosos (por ejemplo, donde las explosiones son posibles),

construcciones especiales que sean necesarios.

5.4.1.13 IEC 60947. Trata sobre establecer los requisitos para dispositivos de

proximidad con salida analógica. Pueden consistir en una o más partes.

IEC 60947-3. Trata sobre los interruptores, seccionadores, y fusibles de

combinación de unidades que se utilizarán en los circuitos de distribución y los

circuitos del motor donde la tensión nominal no sea superior a 1 000 V c.a. o 1

25

Ibíd., p. 156

500 V c.c., esta parte no aplicará a los equipos que entran en el ámbito de

aplicación de la norma IEC 60947-2, IEC 60947-4-1 e IEC 60947-5-1, sin

embargo, cuando los interruptores y fusibles de combinación de unidades entren

en la aplicación de esta parte que se utilizan normalmente para arrancar, acelerar

y/o parar un motor individual también deberá cumplir con los requisitos adicionales

que figuran en el anexo A de la norma IEC 60947-3. Los requisitos para un solo

polo donde funcionan tres interruptores unipolares se incluyen en el anexo C de la

norma IEC 60947-3. Los auxiliares de interruptores instalados en el equipo,

dentro del ámbito de aplicación de esta parte deberán cumplir los requisitos de la

norma IEC 60947-5-1. Trata de los dispositivos de circuitos de control y elementos

de conmutación. Esta parte no incluye los requisitos adicionales que sean

necesarios para el material eléctrico en atmósferas de gas explosivas.

5.4.1.14 IEC 61175. Trata la composición de las denominaciones y nombres para

la identificación de las señales y las conexiones de señal. Incluye la designación

de los circuitos de suministro de energía.

5.4.2 Normas ISO.

5.4.2.1 ISO 3864. Establece los principios adicionales a la norma ISO 3864-1 para

el diseño de etiquetas de seguridad de los productos. El propósito de una etiqueta

de seguridad de los productos es para alertar a las personas a un peligro

específico y para determinar cómo el peligro puede ser evitado. Esta parte de la

norma ISO 3864 es aplicable a todos los productos en todas las industrias. Sin

embargo, no es aplicable a las etiquetas de seguridad utilizadas:

Para los productos químicos.

Para el transporte de sustancias y preparados peligrosos.

En los sectores sujetos a normas jurídicas que difieren de algunas

disposiciones de este documento.

5.4.2.2 ISO 11429. Especifica un sistema de señales de peligro y de información,

teniendo en cuenta los diferentes grados de urgencia. Aplicable a todas las

señales de peligro y la información que han de ser claramente percibidas y

diferenciadas según se especifica en la norma ISO/TR 12100-2.

5.4.2.3 ISO 13849-1. Establece requisitos de seguridad y orientación sobre los

principios para el diseño y la integración de las partes relacionadas con la

seguridad de los sistemas de control (SRP / CS), incluyendo el diseño de software.

Por estas partes de SRP / CS, que especifica las características que incluyen el

nivel de rendimiento necesario para llevar a cabo funciones de seguridad. Se

aplica a los SRP / CS, independientemente del tipo de tecnología y la energía

utilizada (eléctrica, hidráulica, neumática, mecánica, etc.), para todo tipo de

maquinaria.

5.4.2.4 ISO 14617. En particular, se da información sobre la creación y el uso de

números de registro para la identificación de los símbolos gráficos usados en los

diagramas, las reglas para la presentación y la aplicación de estos símbolos, y

ejemplos de su utilización y aplicación. Incluye tres índices: un índice alfabético y

un índice de los números de registro. Para las normas fundamentales de la

creación y aplicación de los símbolos gráficos en los diagramas, véase la norma

ISO 81714-1.

5.4.2.5 ISO 81714. Trata de las reglas básicas para el diseño de símbolos

gráficos para su uso en la técnica, la documentación de los productos teniendo en

cuenta las necesidades de solicitud de la industria.

5.4.3 Normas ANSI.

5.4.3.1 ANSI 508. Trata los requisitos que se refieren a los dispositivos de control

industrial, y sus accesorios, para iniciar, detener, regular, controlar, o la protección

de motores eléctricos. Estos requisitos incluyen también los dispositivos de control

industrial o sistemas que almacenan o procesan información y se proporcionan

con una salida de la función de control de motor (s). Este equipo es para uso en

lugares comunes, de conformidad con el Código Eléctrico Nacional, NFPA 70.

Estos requisitos se refieren a dispositivos con clasificación de 1500 voltios o

menos. Equipos de control industrial afectados por los requisitos están destinados

a utilizarse a una temperatura ambiente de 0 a 40 °C (32 - 104 ° F) a menos que

se mencione específicamente para su uso en otras condiciones.

Ejemplos de dispositivos de control industrial son:

Manual, magnético, y arrancadores de estado sólido y los controladores.

Relés de sobrecarga térmica, magnética y de estado sólido.

las estaciones de Pulsador, incluyendo conmutadores y pilotos.

Interruptores de circuitos de control y relés.

Flotante, flujo, presión, y que funciona al vacío interruptores.

Resistencias y reóstatos.

Detectores de proximidad.

Tiempo de relés de retardo y los conmutadores.

Resistencias y reóstatos destinados a la calefacción industrial y de

alumbrado, incluidos los de los campos del generador de motor.

Control de los dispositivos destinados a la calefacción industrial y la

iluminación.

Estado en tiempo de los relés de retardo.

Controladores y programables.

Los sistemas de control numérico.

Los sistemas de iluminación tenue y los controles.

Interruptores de mercurio de tubo.

Los controladores de propósito definido.

Controladores de lógica de Estado.

Microprocesador industrial / sistemas informáticos.

Autotransformador de voltaje variable.

Autotransformador de arranque del motor.

5.4.3.2 ANSI 845. Se aplica a los centros de control de motores Código Eléctrico

Nacional, ANSI/NFPA 70, el Código Eléctrico Canadiense, Parte 1, CSA

C22.1Estos requisitos se refieren a los centros de control de motores para uso en

circuitos con corrientes de cortocircuito no más de 200 A rms simétrico o 200 A

CC.

Esta norma se aplica a un circuito monofásico y trifásico de 50 y 60 Hz y los

centros de control de motor de corriente continua nominal no superior a 600 V AC

o 1000 V CC.

5.4.4 Normas UL.

5.4.4.1 UL 218. Trata sobre controladores de bombas contra incendios.

5.4.4.2 UL 508. Trata sobre los dispositivos de control industrial, y los dispositivos

de sus accesorios, para iniciar, detener, regular, controlar, o la protección de

motores eléctricos. Estos requisitos incluyen también los dispositivos de control

industrial o sistemas que almacenan o procesan información y se proporcionan

con una salida de la función de control de motor (s).Este equipo es para uso en

lugares comunes, de conformidad con el Código Eléctrico Nacional, NFPA 70.

5.4.4.3 UL 698. Trata del equipo de control para los equipos de uso en lugares

peligrosos definidos por el Código Eléctrico Nacional, NFPA 70.

5.4.4.4 UL 873. Trata sobre los equipos de control de la temperatura de indicación

y regulación en los equipos de refrigeración.

5.4.4.5 UL 1008. Trata de productos compuestos de los controladores de

enclavamiento, destinados a transferir el poder a una carga común o la salida

entre las entradas múltiples o fuentes.

5.4.4.6 UL 1437. Trata sobre los instrumentos eléctricos.

5.4.5 Normas NFPA. Es una norma de los EE.UU., con el objetivo de prevenir

incendios en las diferentes instalaciones industriales, edificios de oficinas, edificios

residenciales y locales comerciales.

5.4.5.1 NFPA 70. Código Eléctrico Nacional (NEC).

5.4.5.2 NFPA 70B. Prácticas recomendadas de mantenimiento para equipo

eléctrico.

5.4.5.3 NFPA 70E. Seguridad eléctrica en lugares de trabajo.

5.4.5.4 NFPA 72. Código nacional de alarmas.

5.4.5.5 NFPA 77. Seguridad con electricidad estática.

5.4.5.6 NFPA 101. Código de Seguridad Humana.

5.4.6 Normas EN.

5.4.6.1 EN 50013. Trata de los pulsadores y los controladores para uso industrial,

marcado de terminales y distintivo numérico para el control particular de los

interruptores.

5.4.6.2 EN 50081. Trata de la compatibilidad electromagnética en el entorno

industrial.

5.4.6.3 EN 50082-2. Trata de la inmunidad en la compatibilidad electromagnética

en el entorno industrial.

5.4.6.4 EN 60617. Aprobada por la CENELEC (Comité Europeo de Normalización

Electrotécnica) anteriores (IEC 60617) o (CEI 617:1996), definen los símbolos

gráficos para esquemas: (todas ellas editadas en inglés y español).

EN 60617-2: Elementos de símbolos, símbolos distintivos y otros

símbolos de aplicación general.

EN 60617-3: Conductores y dispositivos de conexión.

EN 60617-4: Componentes pasivos básicos.

EN 60617-5: Semiconductores y tubos de electrones

EN 60617-6: Producción, transformación y conversión de la energía

eléctrica.

EN 60617-7: Aparatos y dispositivos de control y protección.

EN 60617-8: Aparatos de medida, lámparas y dispositivos de

señalización.

EN 60617-9: Telecomunicaciones: Equipos de conmutación y

periféricos.

EN 60617-10: Telecomunicaciones: Transmisión

EN 60617-11: Esquemas y planos de instalaciones arquitectónicas y

topográficas.

EN 60617-12: Elementos lógicos binarios.

EN 60617-13: Operadores analógicos.

5.4.7 Normas ICONTEC.

5.4.7.1 NTC 2050. Para nuestro país en la Norma Técnica Colombiana NTC

2050, Código Eléctrico Colombiano, capitulo 4, sección 430, Motores, Circuitos de

Motores y Controladores, el literal F corresponde a los circuitos de control de

motores, para mayor interpretación,…diríjase a la parte final del capitulo cuatro….

Tabla 29. Resumen de normas.

NORMA

DIBUJO (PLANOS)

ELECTROTECNIA

DESCRIPCION

IEC

(Internaci

onal)

1082,117-1,117-2,117-3,

117-4,117-5,117-6, 60073,

60617, 60417, 60445,

60446, 60447, 60529,

60546, 60947-2,-5, 61082-

3, 61082-4, 61175, 61346,

61666, 81714

Esquemas y

documentos de

instalación

EN

(Europa)

418, 574, 50013, 60204-1,

60439-1, 60445, 60617-2,

60617-3, 60617-7, 60617-

11, 61346-1hasta el 8,

Símbolos, aplicaciones

generales, conductores

y dispositivos de

conexión.

DIN

(Alemania)

40700, 40712, 40713,

40714, 40715, 40716,

40719.

Elementos generales

de conexión, maquinas

eléctricas y

transformadores de

medida.

ANSI/ISA

(EE.UU.)

RP

(5.1,60.3,60.4,60.8),S(5.1,

5.3,5.4),32.2,32.9,508, 845

Simbología, diagramas

lógicos y centros de

control de motores y

equipos.

UNE

(España)

1027, 1032, 1035, 1039,

1089-1 y 1089-2-2

Rotulado, símbolos

gráficos y plegado.

UNE

(España)

20.004 Símbolos gráficos.

ISO

(EE.UU.)

3864, 11429, 13850,

14617, 81714-1

Equipos para parada

de emergencia.

Ergonomía, seguridad

industrial

ISO

(EE.UU.)

30980, 30982, 128, 5455,

5457, 639, 10299-1, 6433,

7200, 7573

Tipo de escritura,

formatos, bloques de

datos, escritura por

computador y

referencia de los

elementos


NFPA 70, 70B, 70E, 72, 77. Código Eléctrico

Nacional (NEC).

Seguridad eléctrica en

lugares de trabajo.

Código nacional de

alarmas.

DIN

(Alemani

a)

199, 40711, 40717 Líneas y empalmes,

trazado de esquemas.

IEC

(Internaci

onal)

50757, 81714-2, Especificación de

dibujos en computador

y color de identificación

de conductores.

ANSI

(EE.UU.)

1415 Diagramas eléctricos

6. SIMBOLOGIA

6.1 COMPARACIÓN DE LOS SÍMBOLOS EUROPEOS Y AMERICANOS, MÁS

COMUNES.

Tabla 30. Comparación de los símbolos europeos y americanos, más comunes.

Naturaleza de los

símbolos gráficos

Normas Europeas

Normas EE.UU.

Contacto de cierre

“NA” Potencia-

Control

Contacto de

apertura “NC”

Potencia-Control

Contacto

temporizado al

accionamiento (a la

conexión)

Contacto

temporizado al

desaccionamiento

(a la desconexión)

Cortocircuito fusible


Relé de protección

Bobinas

Seccionadores

Disyuntores

Motores

Fuente: http://www.sebyc.com/descargas/telesquemario/ManualElecTeleme.pdf

6.2 SÍMBOLOS EUROPEOS IEC 60617

Tabla 31. Conductores, componentes pasivos, elementos de control y protección

básicos.

Símbolo Descripción Símbolo Descripción

Objeto (contorno de un objeto) Por ejemplo:

Equipo

Dispositivo

Unidad funcional

Componente

Función Deben incorporarse al símbolo o situarse en su proximidad otros símbolos o descripciones apropiadas para precisar el tipo de objeto. Si la representación lo exige se puede utilizar un contorno de otra forma.

Conductor Se pueden dar informaciones complementarias. Ejemplo: circuito de corriente trifásica, 380 V, 50 Hz, tres conductores de 120 mm2, con hilo neutro de 70 mm2

Conductor

Equipotencialidad

Conductores (unifilar) Las dos representaciones son correctas Ejemplo: 3 conductores

Contacto macho (de una base o de una clavija). Clavija de enchufe En una representación unifilar, el símbolo indica la parte macho de un conector multicontacto.

Conexión flexible

Base y Clavija

Conductor apantallado

Base y Clavija multipolares El símbolo se muestra en una representación multifilar con 3 contactos hembra y 3 contactos macho.

Cable coaxial

Base y Clavija multipolares El símbolo se muestra en una representación unifilar con 3 contactos hembra y 3 contactos macho.

Conexión trenzada Se muestran 3 conexiones

Conector a presión

Unión Punto de conexión

Clavija y conector tipo jack

Terminal

Clavija y conector tipo jack con contactos de ruptura


Regleta de terminales Se pueden añadir marcas de Terminales

Base con contacto para conductor de protección

Conexión en T

Toma de corriente múltiple El símbolo representa 3 contactos hembra con conductor de protección

Unión doble de conductores La forma 2 se debe utilizar solamente si es necesario por razones de representación.

Base de enchufe con interruptor Unipolar

Caja de empalme, se muestra con tres conductores con T conexiones. Representación multilínea.

Base de enchufe (telecomunicaciones). Símbolo general. Las designaciones se pueden utilizar para distinguir diferentes tipos de tomas: TP = teléfono FX = telefax M = micrófono FM = modulación de frecuencia TV = televisión TX = telex = altavoz

Caja de empalme, se muestra con tres conductores con T conexiones. Representación unifilar.

Punto de salida para aparato de iluminación

Corriente continua

Interruptor. Unifilar

Corriente alterna

Interruptor con luz piloto. Unifilar

Corriente rectificada con componente alterna. (Si es necesario distinguirla de una corriente rectificada y filtrada)

Interruptor graduador. Unifilar. Regulador de intensidad luminosa.

Polaridad positiva

Interruptor bipolar. Unifilar.

Polaridad negativa

Conmutador

Tierra Se puede dar información adicional sobre el estado de la tierra si su finalidad no es evidente.

Conmutador unipolar. Unifilar. Por ejemplo, para los diferentes niveles de iluminación.

Masa, Chasis Se puede omitir completa o parcialmente las rayas si no existe

Interruptor unipolar de dos posiciones. Conmutador de vaivén. Unifilar.


Lámpara, símbolo general.

Conmutador con posicionamiento intermedio de corte

Luminaria, símbolo general. Lámpara fluorescente, símbolo General

Conmutador intermedio. Conmutador de cruce. Unifilar. Diagrama equivalente de circuitos.

Luminaria con tres tubos fluorescentes (multifilar)

Pulsador normalmente cerrado

Luminaria con cinco tubos fluorescentes (unifilar)

Pulsador normalmente abierto

Cebador, Tubo de descarga de gas con arrancador térmico para lámpara fluorescente.

Pulsador. Unifilar.

Resistencia, símbolo general.

Pulsador con lámpar indicadora. Unifilar.

Fotorresistencia

Calentador de agua Símbolo representado con cableado.

Fotorresistencia

Ventilador Símbolo representado con

cableado.

Resistencia variable

Cerradura eléctrica

Resistencia variable de valor Preajustado

Interfono. Por ejemplo:

intercomunicador.

Potenciómetro con contacto Móvil

Fusible

Resistencia dependiente de la Tensión

Fusible-Interruptor

Elemento calefactor

Pararrayos

Condensador, símbolo general.

Condensador polarizado, condensador electrolítico.

Condensador variable

Condensador con ajuste Predeterminado

Bobina, símbolo general, inductancia, arrollamiento o reactancia

Bobina con núcleo Magnético

Bobina con tomas fijas, se muestra una toma intermedia.

Interruptor normalmente abierto (NA).

Interruptor normalmente abierto (NA). Cualquiera de los dos símbolos es válido.

Interruptor normalmente cerrado (NC).

Interruptor automático. Símbolo general.

Interruptor automático diferencial. Representado por dos polos.

Interruptor automático magnetotérmico o guardamotor. Representado por tres polos.

Interruptor automático de máxima intensidad. Interruptor automático magnético.

Fuente.

http://agora.escoladeltreball.org/Departaments/Electricitat/ud_simbologia.pdf

Tabla 32. Dispositivos de conmutación de potencia, relés, contactos y

accionamientos.

Acoplamientos mecánicos


Conexión, mecánica, hidráulica, óptica o funcional. La longitud puede ajustarse a lo necesario.

Enclavamiento mecánico entre dos dispositivos

Conexión, mecánica, hidráulica, óptica o funcional. Sólo se utiliza cuando no puede utilizarse la forma anterior.

Dispositivo de enganche liberado.

Conexión, con indicación del sentido de la fuerza o movimiento de la translación.

Dispositivo de enganche enganchado.

Conexión, con indicación del sentido del movimiento de la rotación.

Dispositivo de bloqueo

Acción retardada. Forma 1 y forma 2

Embrague mecánico desembragado

Con retorno automático. El triángulo se dirige hacia el sentido del retorno.

Embrague mecánico embragado

Trinquete, retén o retorno no automático. Dispositivo para mantener una posición dada.

Freno

Trinquete o retén liberado

Engranaje


Accionadores de dispositivos


Accionador manual, símbolo general

Accionador manual protegido contra una operación no intencionada. Pulsador con carcasa de protección de seguridad contra manipulación indebida.

Mando de tirador. Tiradores

Mando rotatorio.

Selectores, interruptores.

Mando de pulsador. Pulsadores

Mando por efecto de proximidad. Detectores inductivos de proximidad.

Mando por contacto. Palpadores

Accionamiento de emergencia tipo “seta”. Pulsador de paro de emergencia

Mando de volante.

Mando de pedal.

Mando de palanca.

Mando manual amovible.

Mando de llave.

Mando de manivela.

Mando de corredera o roldana. Final de carrera

Mando de leva. Interruptor de leva

Mando por acumulación de energía.

Accionamiento por energía hidráulica o neumática, de simple efecto

Accionamiento por energía hidráulica o neumática, de doble efecto

Accionamiento por efecto electromagnético. Relé.

Accionamiento por un dispositivo electromagnético para protección contra sobreintensidad.

Accionamiento por un dispositivo térmico para protección contra sobreintensidad

Mando por motor eléctrico

Mando por reloj eléctrico

Accionamiento por el nivel de un fluido. Boya de nivel de agua

Accionado por un contador. Cuenta impulsos

Accionado por el flujo de un fluido. Interruptor de flujo de agua.

Accionado por humedad

relativa.

Relés



Bobina de relé, contactor u otro dispositivo de mando, símbolo general. Cualquiera de los dos símbolos es válido. Si un dispositivo tiene varios devanados, se puede indicar añadiendo el número de trazos inclinados en el interior del símbolo.

Ejemplo: Dispositivo de mando con dos devanados separados. Forma 1 y forma 2

Dispositivo de mando retardado a la desconexión. Desconexión retardada al activar el mando.

Dispositivo de mando retardado a la conexión. Conexión retardada al activar el mando.

Dispositivo de mando retardado a la conexión y a la desconexión. Conexión retardada al activar el mando y también al desactivarlo.

Mando de un relé rápido. Conexión y desconexión rápidas (relés especiales)

Mando de un relé de enclavamiento mecánico. Telerruptor

Mando de un relé polarizado

Mando de un relé de remanencia.

Mando de un relé electrónico.

Bobina de una electroválvula.

Contactos elementos de control


Interruptor normalmente abierto (NA).

Interruptor normalmente cerrado (NC).

Conmutador

Contacto inversor solapado. Cierra el NO antes de abrir NC

Contacto de paso, con cierre momentáneo cuando su dispositivo de control se activa

Contacto de paso, con cierre momentáneo cuando su dispositivo de control se desactiva

Contacto de paso, con cierre momentáneo cuando su dispositivo de control se activa o se desactiva

Contacto (de un conjunto de varios contactos) de cierre adelantado respecto a los demás contactos del conjunto

Contacto (de un conjunto de varios contactos) de cierre retrasado respecto a los demás contactos del conjunto

Contacto (de un conjunto de varios contactos) de apertura retrasada respecto a los demás contactos del conjunto

Contacto (de un conjunto de varios contactos) de apertura adelantada respecto a los demás contactos del conjunto

Contacto de cierre retardado a la conexión de su dispositivo de mando.


Contacto de cierre retardado a la desconexión de su dispositivo de mando Temporizador a la desconexión

Contacto de apertura retardado a la conexión de su dispositivo de mando Temporizador a la conexión

Contacto de apertura retardado a la desconexión de su dispositivo de mando Temporizador a la desconexión.

Contacto de cierre retardado a la conexión y también a la desconexión de su dispositivo de mando

Contacto de cierre con retorno Automático

Contacto de apertura con retorno automático

Contacto auxiliar de cierre autoaccionado por un relé térmico

Contacto auxiliar de apertura auto accionado por un relé térmico

Contactos de accionadores de mando manual y captadores de campo.


Contacto de cierre de control manual, símbolo general. Interruptor de mando

Pulsador normalmente abierto (retorno automático)

Pulsador normalmente cerrado (retorno automático)

Interruptor girador

Interruptor de giro con contacto de cierre

Interruptor de giro con contacto de apertura

Ejemplo de un interruptor de mando rotativo de 4 posiciones fijas

Elementos captadores de campo


Contacto de cierre de un interruptor de posición. Contacto NO de un final de carrera

Contacto de apertura de un interruptor de posición. Contacto NC de un final de carrera

Contacto de apertura de un interruptor de posición con maniobra positiva de apertura. Final de carrera de seguridad.

Interruptor sensible al contacto con contacto de cierre.

Interruptor de proximidad con contacto de cierre. Sensor inductivo de materiales Metálicos

Interruptor de proximidad con contacto de cierre accionado por imán.


Interruptor de proximidad de materiales férricos con contacto de apertura. Detector de proximidad de hierro (Fe)

Termopar, representado con los símbolos de polaridad.

Termopar, la polaridad se indica con el trazo más grueso en uno de sus terminales (polo negativo)

Interruptor de nivel de un fluido

Interruptor de caudal de un fluido (interruptor de flujo)

Interruptor de caudal de un gas

Interruptor accionado por presión (presostato)

Interruptor accionado por temperatura (termostato)

Elementos de potencia


Contactor, contacto principal de cierre de un contactor. Contacto abierto en reposo.

Contactor, contacto principal de apertura de un contactor. Contacto cerrado en reposo.

Contactor con desconexión automática provocada por un relé de medida o un disparador incorporados.

Seccionador

Seccionador de dos posiciones con posición intermedia

Interruptor seccionador (control manual)

Interruptor seccionador con apertura automática provocada por un relé de medida o un disparador incorporados

Interruptor seccionador (de control manual) con dispositivo de bloqueo

Interruptor estático, (semiconductor) símbolo general.

Contactor estático, semiconductor

Interruptor estático, (semiconductor) con el paso de la corriente en un solo sentido. Izquierdas.

Interruptor estático, (semiconductor) con el paso de la corriente en un solo sentido. Derechas.

Tabla 33. Instrumentos de medida y señalización.


Relé de medida. Dispositivo relacionado con un relé e medida. 1.- El asterisco se debe reemplazar por una o más letras o símbolos distintivos que indique os parámetros del dispositivo en el siguiente orden: - Magnitud característica y su forma de variación. - Sentido de flujo de la energía. - Campo de ajuste. - Relación de restablecimiento. - Acción retardada. - Valor de retardo temporal

Relé electro térmico

Relé electromagnético

Relé de máxima intensidad ( sobreintensidad)

Relé de corriente diferencial (Id)

Relé de máxima tensión (sobretensión)

Relé de máxima tensión (sobretensión) Aparato registrador. Símbolo general. El asterisco se sustituye por el símbolo de la magnitud que registrará el aparato

Vatímetro registrador.

Oscilógrafo.

Aparato integrador. Símbolo general. El asterisco se sustituye por la magnitud de medida

Contador horario. Contador de horas.

Amperihorímetro. Contador de Amperios-

hora.

Contador de energía activa. Varihorímetro. Contador de vatios-hora

Contador de energía activa, que mide la energía transmitida en un solo sentido. Contador de vatios-hora

Contador de energía intercambiada (hacia y desde barras) Contador de vatios-hora

Contador de energía activa de doble tarifa

Contador de energía activa de triple tarifa

Contador de energía activa de triple tarifa Contador de energía de exceso de potencia activa


Contador de energía activa con transmisor de datos

Repetido de un contador de energía activa

Repetido de un contador de energía activa con un dispositivo de impresión

Contador de energía activa con indicación del valor máximo dela potencia media

Contador de energía activa con registrador del valor máximo de la potencia media

Contador de energía reactiva. Varihómetro. Contador de voltioamperios reactivos por hora

Aparato indicador. Símbolo general. El asterisco se sustituye por el símbolo de la magnitud que indicará el aparato. Ejemplos: A = Amperímetro. mA = miliamperímetro. V = Voltímetro. W = Vatímetro.

Voltímetro. Indicador de tensión.

Amperímetro de corriente reactiva.

Vármetro. Indicador de potencia reactiva.

Aparato de medida del factor de potencia.

Fasímetro. Indicador del ángulo de desfase.

Frecuencímetro. Indicador de la frecuencia.

Sincronoscopio. Indicador del desfase entre dos señales para su sincronización.

Ondámetro. Indicador de la longitud de onda.

Osciloscopio. Indicador de formas de onda.

Voltímetro diferencial. Indicador de la diferencia de tensión entre dos señales.

Galvanómetro. Indicador del aislamiento galvánico.

Termómetro. Pirómetro. Indicador de la temperatura.

Tacómetro. Indicador de las revoluciones.

Lámpara de señalización, tipo Oscilatorio

Lámpara alimentada mediante Transformador incorporado.

Bocina

Timbre, campana


Lámpara de señal, símbolo general. Si se desea indicar el color, se debe colocar el siguiente código junto al símbolo: RD ó C2 = rojo OG ó C3 = Naranja YE ó C4 = amarillo GN ó C5 = verde BU ó C6 = azul WH ó C9 = blanco Si se desea indicar el tipo de lámpara, se debe colocar el siguiente código junto al símbolo: Ne = neón Xe = xenón Na = vapor de sodio Hg = mercurio I = yodo IN = incandescente EL = electrominínico ARC = arco FL = fluorescente IR = infrarrojo UV = ultravioleta LED = diodo de emisión de luz.

Zumbador

Silbato de accionamiento Eléctrico

Elemento de señalización Electromecánico

Sirena

Fuente.


Tabla 34. Producción, transformación y conversión de la energía eléctrica.


Pila o acumulador, el trazo largo indica el positivo

Fuente de corriente ideal

Fuente de tensión ideal

Generador no rotativo. Símbolo General

Generador fotovoltaico

Máquina rotativa. Símbolo general. El asterisco, *, será sustituido por uno de los símbolos literales siguientes: C = Conmutatriz G = Generador GS = Generador síncrono M = Motor MG = Máquina reversible (que puede ser usada como motor y generador) MS = Motor síncrono

Motor lineal. Símbolo general

Motor de corriente continua.

Motor paso a paso.

Generador manual. Generador de corriente de llamada, magneto.

Motor serie, de corriente continua

Motor de excitación (shunt) derivación, de corriente continua

Motor de corriente continua de imán permanente.

Generador de corriente continua con excitación compuesta corta, representado con terminales y escobillas.

Motor de colector serie monofásico. Máquina de corriente alterna.

Motor serie trifásico. Máquina de colector.


Motor síncrono monofásico.

Generador síncrono trifásico, con inducido en estrella y neutro accesible.

Generador síncrono trifásico de imán permanente.

Motor de inducción trifásico con rotor en jaula de ardilla.

Motor de inducción trifásico con rotor bobinado.

Motor de inducción trifásico con estator en estrella y arrancador automático incorporado.

Transformador de dos arrollamientos (monofásico). Unifilar

Transformador de dos arrollamientos (monofásico). Multifilar.

Transformador de tres arrollamientos. Unifilar

Transformador de tres arrollamientos. Multifilar

Autotransformador. Unifilar

Autotransformador. Multifilar

Transformador con toma intermedia en un arrollamiento. Unifilar.

Transformador con toma intermedia en un arrollamiento. Multifilar.


Transformador trifásico, conexión estrella – triángulo. Unifilar

Transformador trifásico, conexión estrella – triángulo. Multifilar

Transformador de corriente o transformador de impulsos. Unifilar

Transformador de corriente o transformador de impulsos. Multifilar

Convertidor. Símbolo general. Se pueden indicar a ambos lados de la barra central un símbolo de la magnitud, forma de onda, etc. de entrada y de salida para indicar la naturaleza de la conversión.

Convertidor de corriente continua. (DC/DC)

Rectificador. Símbolo general (convertidor de AC a DC )

Rectificador / ondulador; Rectificador / inversor.

Rectificador de doble onda, (puente rectificador).

Ondulador, Inversor. (convertidor de DC a AC)

Arrancador de motor. Símbolo general. Unifilar.

Arrancador de motor por etapas. Se puede indicar el número de etapas. Unifilar.

Arrancador regulador, Variador de velocidad. Unifilar.

Arrancador directo con contactores para cambiar el sentido de giro del motor. Unifilar.

Arrancador estrella - triángulo. Unifilar.

Arrancador por autotransformador Unifilar.

Arrancador – regulador por tiristores, Convertidores de frecuencia, Variadores de velocidad. Unifilar.

Fuente.


6.3 SÍMBOLOS AMERICANOS ANSI Y 32.2 DE 1990/IEEE STD. 315A-1986.

Tabla 35. Simbología ANSI

Interruptores


Desconectador de navajas

Desconectador moldeado

Desconectador moldeado térmico.

Desconectador moldeado magnético.

Desconectador moldeado termomagnético

De limite normalmente abierto NA

De limite normalmente cerrado NC

Retenido cerrado

Retenido abierto

De pie normalmente abierto NA

De pie normalmente cerrado

De presión y vacío normalmente abierto NA

De presión y vacío normalmente cerrado NC

Nivel de líquidos (flotador) normalmente abierto NA

Nivel de líquidos (flotador) normalmente cerrado NC

De temperatura normalmente abierto NA

De temperatura normalmente cerrado NC

De flujo normalmente abierto NA

De flujo normalmente cerrado NC

De velocidad p/ frenado

De velocidad p/ frenado

En reposo de velocidad p/arranque

Selectores


2 posiciones

3 posiciones


2 posiciones botón de oprimir

Pulsadores (botones)


Contacto momentáneo un circuito normalmente abierto NA

Contacto momentáneo un circuito normalmente cerrado NC

Contacto momentáneo doble circuito normalmente abierto NA y normalmente cerrado NC.

Seta

Pulsador de doble

contacto momentáneo.

Iluminado

Contacto mantenido dos de un circuito

Contacto mantenido un doble circuito

Lámparas piloto


La letra indica el color estándar

La letra indica el color o/prueba

Contactos


Operación instantánea con supresor normalmente abierto NA

Operación instantánea con supresor normalmente cerrado NC

Operación instantánea sin supresor normalmente abierto NA

Operación instantánea sin supresor normalmente abierto NA

Contacto auxiliar normalmente abierto NA del relé temporizado a la conexión

Contacto auxiliar normalmente cerrado NC del relé temporizado a la conexión

Contacto auxiliar normalmente abierto NA del relé temporizado a la desconexión

Contacto auxiliar normalmente cerrado NC del relé temporizado a la desconexión


Un polo tiro sencillo (SPST) normalmente abierto. Apertura sencilla

Un polo tiro sencillo (SPST) normalmente abierto. Apertura doble

Un polo tiro sencillo (SPST) normalmente cerrado Apertura sencilla

Un polo tiro sencillo (SPST) normalmente cerrado. Apertura doble

Un polo tiro sencillo (SPOT) Apertura sencilla

Un polo tiro sencillo (SPOT) Apertura doble

Polo de doble tiro (DPST) normalmente abierto. Apertura sencilla

Polo de doble tiro (DPST) normalmente abierto. Apertura doble

Polo de doble tiro (DPST) normalmente cerrado. Apertura sencilla

Polo de doble tiro (DPST) normalmente cerrado. Apertura doble

Polo doble doble tiro sencillo (DPDT) Apertura sencilla.

Polo doble doble tiro sencillo (DPDT) Apertura doble.

Bobinas


Derivado

Serie

Relés de sobrecarga


Térmico

Magnético

Inductor


Núcleo de hierro

Núcleo de aire

Transformadores


Auto

Núcleo de hierro


Núcleo de aire

Corriente

Doble voltaje

Motores C.A.


Una fase

2 fases

2 fases 4 Hilos

Rotor devanado

Motores C.D.


Armadura

Campo derivado

Campo serie

Campo mixto

Alambrado


No conectado

Conectado

Fuerza

Control

Terminal

Tierra

Resistencias


Fija

Ajustable con derivaciones

Elemento calentador

Reóstato potenciómetro o derivaciones ajustables


Capacitores


Fijo

Variable

Audio


Anunciador

Campana

Zumbador

Corneta, Sirena, etc.

Instrumentos de medición Tipo indicado por letras


Voltímetro

Amperímetro


Batería

Fusible

Detectores


Detector Inductivo normalmente abierto NA

Detector Inductivo normalmente cerrado NC

Detector Capacitivo normalmente abierto NA

Detector Capacitivo normalmente abierto NC

Detector Fotoeléctrico

Celda fotoeléctrica.

7. CONCLUSIONES

7.1 El esquema tipo americano, es similar al diagrama de contactos que se usa en

un software.

7.2 El esquema tipo europeo, permite mejor la visualización de esquemas, si este

tiene un alto número de elementos interconectados.

7.3 La lógica cableada interrelaciona los diferentes tópicos de la ingeniería

eléctrica, como cableado en las instalaciones, protecciones, compatibilidad

electromagnética y automatismo

7.4 La lógica cableada se emplea en lugares pequeños o críticos, donde exista

riesgo para las personas y las máquinas, y por ende no puede depender de la

fallas de un programa de computación.

7.5 El crecimiento de los sistemas automáticos permitió evolucionar hacia

técnicas de lógica programable.

7.6 Los contactores auxiliares y los relés de automatismo también se utilizan de

manera conjunta con autómatas programables (PLC).

7.7 La lógica cableada es una técnica de realización de equipos de automatismo,

en la que el procesamiento de datos se efectúa por medio de contactores

auxiliares o relés de automatismo.

7.8 Los esquemas de mando, permiten optimizar un diseño inicial, se puede

disminuir contactos auxiliares. En estos casos la función lógica, no cambia,

pero físicamente disminuye la cantidad de contactos necesarios, reduciendo en

costo y complejidad de cableado.

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